This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
ExtUtils::MakeMaker 6.02 -> 6.03
[perl5.git] / lib / overload.pm
index dfcdb02..fb1a0d1 100644 (file)
@@ -1,5 +1,9 @@
 package overload;
 
+our $VERSION = '1.00';
+
+$overload::hint_bits = 0x20000;
+
 sub nil {}
 
 sub OVERLOAD {
@@ -62,7 +66,10 @@ sub OverloadedStringify {
   my $package = shift;
   $package = ref $package if ref $package;
   #$package->can('(""')
-  ov_method mycan($package, '(""'), $package;
+  ov_method mycan($package, '(""'), $package
+    or ov_method mycan($package, '(0+'), $package
+    or ov_method mycan($package, '(bool'), $package
+    or ov_method mycan($package, '(nomethod'), $package;
 }
 
 sub Method {
@@ -84,7 +91,7 @@ sub AddrRef {
 }
 
 sub StrVal {
-  (OverloadedStringify($_[0])) ?
+  (ref $_[0] && OverloadedStringify($_[0]) or ref($_[0]) eq 'Regexp') ?
     (AddrRef(shift)) :
     "$_[0]";
 }
@@ -101,18 +108,50 @@ sub mycan {                               # Real can would leave stubs.
 }
 
 %constants = (
-             'integer'   =>  0x1000, 
+             'integer'   =>  0x1000,
              'float'     =>  0x2000,
              'binary'    =>  0x4000,
              'q'         =>  0x8000,
              'qr'        => 0x10000,
             );
 
+%ops = ( with_assign     => "+ - * / % ** << >> x .",
+        assign           => "+= -= *= /= %= **= <<= >>= x= .=",
+        num_comparison   => "< <= >  >= == !=",
+        '3way_comparison'=> "<=> cmp",
+        str_comparison   => "lt le gt ge eq ne",
+        binary           => "& | ^",
+        unary            => "neg ! ~",
+        mutators         => '++ --',
+        func             => "atan2 cos sin exp abs log sqrt int",
+        conversion       => 'bool "" 0+',
+        iterators        => '<>',
+        dereferencing    => '${} @{} %{} &{} *{}',
+        special          => 'nomethod fallback =');
+
+use warnings::register;
 sub constant {
   # Arguments: what, sub
   while (@_) {
-    $^H{$_[0]} = $_[1];
-    $^H |= $constants{$_[0]} | 0x20000;
+    if (@_ == 1) {
+        warnings::warnif ("Odd number of arguments for overload::constant");
+        last;
+    }
+    elsif (!exists $constants {$_ [0]}) {
+        warnings::warnif ("`$_[0]' is not an overloadable type");
+    }
+    elsif (!ref $_ [1] || "$_[1]" !~ /CODE\(0x[\da-f]+\)$/) {
+        # Can't use C<ref $_[1] eq "CODE"> above as code references can be
+        # blessed, and C<ref> would return the package the ref is blessed into.
+        if (warnings::enabled) {
+            $_ [1] = "undef" unless defined $_ [1];
+            warnings::warn ("`$_[1]' is not a code reference");
+        }
+    }
+    else {
+        $^H{$_[0]} = $_[1];
+        $^H |= $constants{$_[0]} | $overload::hint_bits;
+    }
     shift, shift;
   }
 }
@@ -130,7 +169,7 @@ sub remove_constant {
 
 __END__
 
-=head1 NAME 
+=head1 NAME
 
 overload - Package for overloading perl operations
 
@@ -138,7 +177,7 @@ overload - Package for overloading perl operations
 
     package SomeThing;
 
-    use overload 
+    use overload
        '+' => \&myadd,
        '-' => \&mysub;
        # etc
@@ -152,13 +191,6 @@ overload - Package for overloading perl operations
     ...
     $strval = overload::StrVal $b;
 
-=head1 CAVEAT SCRIPTOR
-
-Overloading of operators is a subject not to be taken lightly.
-Neither its precise implementation, syntax, nor semantics are
-100% endorsed by Larry Wall.  So any of these may be changed 
-at some point in the future.
-
 =head1 DESCRIPTION
 
 =head2 Declaration of overloaded functions
@@ -167,12 +199,12 @@ The compilation directive
 
     package Number;
     use overload
-       "+" => \&add, 
+       "+" => \&add,
        "*=" => "muas";
 
 declares function Number::add() for addition, and method muas() in
 the "class" C<Number> (or one of its base classes)
-for the assignment form C<*=> of multiplication.  
+for the assignment form C<*=> of multiplication.
 
 Arguments of this directive come in (key, value) pairs.  Legal values
 are values legal inside a C<&{ ... }> call, so the name of a
@@ -220,7 +252,8 @@ the arguments are reversed.
 
 the current operation is an assignment variant (as in
 C<$a+=7>), but the usual function is called instead.  This additional
-information can be used to generate some optimizations.
+information can be used to generate some optimizations.  Compare
+L<Calling Conventions for Mutators>.
 
 =back
 
@@ -230,9 +263,67 @@ Unary operation are considered binary operations with the second
 argument being C<undef>.  Thus the functions that overloads C<{"++"}>
 is called with arguments C<($a,undef,'')> when $a++ is executed.
 
+=head2 Calling Conventions for Mutators
+
+Two types of mutators have different calling conventions:
+
+=over
+
+=item C<++> and C<-->
+
+The routines which implement these operators are expected to actually
+I<mutate> their arguments.  So, assuming that $obj is a reference to a
+number,
+
+  sub incr { my $n = $ {$_[0]}; ++$n; $_[0] = bless \$n}
+
+is an appropriate implementation of overloaded C<++>.  Note that
+
+  sub incr { ++$ {$_[0]} ; shift }
+
+is OK if used with preincrement and with postincrement. (In the case
+of postincrement a copying will be performed, see L<Copy Constructor>.)
+
+=item C<x=> and other assignment versions
+
+There is nothing special about these methods.  They may change the
+value of their arguments, and may leave it as is.  The result is going
+to be assigned to the value in the left-hand-side if different from
+this value.
+
+This allows for the same method to be used as overloaded C<+=> and
+C<+>.  Note that this is I<allowed>, but not recommended, since by the
+semantic of L<"Fallback"> Perl will call the method for C<+> anyway,
+if C<+=> is not overloaded.
+
+=back
+
+B<Warning.>  Due to the presence of assignment versions of operations,
+routines which may be called in assignment context may create
+self-referential structures.  Currently Perl will not free self-referential
+structures until cycles are C<explicitly> broken.  You may get problems
+when traversing your structures too.
+
+Say,
+
+  use overload '+' => sub { bless [ \$_[0], \$_[1] ] };
+
+is asking for trouble, since for code C<$obj += $foo> the subroutine
+is called as C<$obj = add($obj, $foo, undef)>, or C<$obj = [\$obj,
+\$foo]>.  If using such a subroutine is an important optimization, one
+can overload C<+=> explicitly by a non-"optimized" version, or switch
+to non-optimized version if C<not defined $_[2]> (see
+L<Calling Conventions for Binary Operations>).
+
+Even if no I<explicit> assignment-variants of operators are present in
+the script, they may be generated by the optimizer.  Say, C<",$obj,"> or
+C<',' . $obj . ','> may be both optimized to
+
+  my $tmp = ',' . $obj;    $tmp .= ',';
+
 =head2 Overloadable Operations
 
-The following symbols can be specified in C<use overload>:
+The following symbols can be specified in C<use overload> directive:
 
 =over 5
 
@@ -242,11 +333,15 @@ The following symbols can be specified in C<use overload>:
     "**", "**=", "<<", "<<=", ">>", ">>=", "x", "x=", ".", ".=",
 
 For these operations a substituted non-assignment variant can be called if
-the assignment variant is not available.  Methods for operations "C<+>",
-"C<->", "C<+=>", and "C<-=>" can be called to automatically generate
-increment and decrement methods.  The operation "C<->" can be used to
+the assignment variant is not available.  Methods for operations C<+>,
+C<->, C<+=>, and C<-=> can be called to automatically generate
+increment and decrement methods.  The operation C<-> can be used to
 autogenerate missing methods for unary minus or C<abs>.
 
+See L<"MAGIC AUTOGENERATION">, L<"Calling Conventions for Mutators"> and
+L<"Calling Conventions for Binary Operations">) for details of these
+substitutions.
+
 =item * I<Comparison operations>
 
     "<",  "<=", ">",  ">=", "==", "!=", "<=>",
@@ -260,10 +355,10 @@ arrays, C<cmp> is used to compare values subject to C<use overload>.
 
     "&", "^", "|", "neg", "!", "~",
 
-"C<neg>" stands for unary minus.  If the method for C<neg> is not
+C<neg> stands for unary minus.  If the method for C<neg> is not
 specified, it can be autogenerated using the method for
-subtraction. If the method for "C<!>" is not specified, it can be
-autogenerated using the methods for "C<bool>", or "C<\"\">", or "C<0+>".
+subtraction. If the method for C<!> is not specified, it can be
+autogenerated using the methods for C<bool>, or C<"">, or C<0+>.
 
 =item * I<Increment and decrement>
 
@@ -275,21 +370,57 @@ postfix form.
 
 =item * I<Transcendental functions>
 
-    "atan2", "cos", "sin", "exp", "abs", "log", "sqrt",
+    "atan2", "cos", "sin", "exp", "abs", "log", "sqrt", "int"
 
 If C<abs> is unavailable, it can be autogenerated using methods
 for "E<lt>" or "E<lt>=E<gt>" combined with either unary minus or subtraction.
 
+Note that traditionally the Perl function L<int> rounds to 0, thus for
+floating-point-like types one should follow the same semantic.  If
+C<int> is unavailable, it can be autogenerated using the overloading of
+C<0+>.
+
 =item * I<Boolean, string and numeric conversion>
 
-    "bool", "\"\"", "0+",
+    'bool', '""', '0+',
 
-If one or two of these operations are unavailable, the remaining ones can
+If one or two of these operations are not overloaded, the remaining ones can
 be used instead.  C<bool> is used in the flow control operators
-(like C<while>) and for the ternary "C<?:>" operation.  These functions can
+(like C<while>) and for the ternary C<?:> operation.  These functions can
 return any arbitrary Perl value.  If the corresponding operation for this value
 is overloaded too, that operation will be called again with this value.
 
+As a special case if the overload returns the object itself then it will
+be used directly. An overloaded conversion returning the object is
+probably a bug, because you're likely to get something that looks like
+C<YourPackage=HASH(0x8172b34)>.
+
+=item * I<Iteration>
+
+    "<>"
+
+If not overloaded, the argument will be converted to a filehandle or
+glob (which may require a stringification).  The same overloading
+happens both for the I<read-filehandle> syntax C<E<lt>$varE<gt>> and
+I<globbing> syntax C<E<lt>${var}E<gt>>.
+
+B<BUGS> Even in list context, the iterator is currently called only
+once and with scalar context.
+
+=item * I<Dereferencing>
+
+    '${}', '@{}', '%{}', '&{}', '*{}'.
+
+If not overloaded, the argument will be dereferenced I<as is>, thus
+should be of correct type.  These functions should return a reference
+of correct type, or another object with overloaded dereferencing.
+
+As a special case if the overload returns the object itself then it
+will be used directly (provided it is the correct type).
+
+The dereference operators must be specified explicitly they will not be passed to
+"nomethod".
+
 =item * I<Special>
 
     "nomethod", "fallback", "=",
@@ -298,7 +429,25 @@ see L<SPECIAL SYMBOLS FOR C<use overload>>.
 
 =back
 
-See L<"Fallback"> for an explanation of when a missing method can be autogenerated.
+See L<"Fallback"> for an explanation of when a missing method can be
+autogenerated.
+
+A computer-readable form of the above table is available in the hash
+%overload::ops, with values being space-separated lists of names:
+
+ with_assign     => '+ - * / % ** << >> x .',
+ assign                  => '+= -= *= /= %= **= <<= >>= x= .=',
+ num_comparison          => '< <= > >= == !=',
+ '3way_comparison'=> '<=> cmp',
+ str_comparison          => 'lt le gt ge eq ne',
+ binary                  => '& | ^',
+ unary           => 'neg ! ~',
+ mutators        => '++ --',
+ func            => 'atan2 cos sin exp abs log sqrt',
+ conversion      => 'bool "" 0+',
+ iterators       => '<>',
+ dereferencing   => '${} @{} %{} &{} *{}',
+ special         => 'nomethod fallback ='
 
 =head2 Inheritance and overloading
 
@@ -354,11 +503,16 @@ the last one is used.  Say, C<1-$a> can be equivalent to
 if the pair C<"nomethod" =E<gt> "nomethodMethod"> was specified in the
 C<use overload> directive.
 
+The C<"nomethod"> mechanism is I<not> used for the dereference operators
+( ${} @{} %{} &{} *{} ).
+
+
 If some operation cannot be resolved, and there is no function
 assigned to C<"nomethod">, then an exception will be raised via die()--
 unless C<"fallback"> was specified as a key in C<use overload> directive.
 
-=head2 Fallback 
+
+=head2 Fallback
 
 The key C<"fallback"> governs what to do if a method for a particular
 operation is not found.  Three different cases are possible depending on
@@ -382,7 +536,7 @@ present.
 =item * defined, but FALSE
 
 No autogeneration is tried.  Perl tries to call
-C<"nomethod"> value, and if this is missing, raises an exception. 
+C<"nomethod"> value, and if this is missing, raises an exception.
 
 =back
 
@@ -400,18 +554,18 @@ This operation is called in the situations when a mutator is applied
 to a reference that shares its object with some other reference, such
 as
 
-       $a=$b; 
-       $a++;
+       $a=$b;
+       ++$a;
 
 To make this change $a and not change $b, a copy of C<$$a> is made,
 and $a is assigned a reference to this new object.  This operation is
-done during execution of the C<$a++>, and not during the assignment,
+done during execution of the C<++$a>, and not during the assignment,
 (so before the increment C<$$a> coincides with C<$$b>).  This is only
-done if C<++> is expressed via a method for C<'++'> or C<'+='>.  Note
-that if this operation is expressed via C<'+'> a nonmutator, i.e., as
-in
+done if C<++> is expressed via a method for C<'++'> or C<'+='> (or
+C<nomethod>).  Note that if this operation is expressed via C<'+'>
+a nonmutator, i.e., as in
 
-       $a=$b; 
+       $a=$b;
        $a=$a+1;
 
 then C<$a> does not reference a new copy of C<$$a>, since $$a does not
@@ -425,15 +579,15 @@ string copy if the object is a plain scalar.
 
 =item B<Example>
 
-The actually executed code for 
+The actually executed code for
 
-       $a=$b; 
+       $a=$b;
         Something else which does not modify $a or $b....
        ++$a;
 
 may be
 
-       $a=$b; 
+       $a=$b;
         Something else which does not modify $a or $b....
        $a = $a->clone(undef,"");
         $a->incr(undef,"");
@@ -443,6 +597,9 @@ C<'='> was overloaded with C<\&clone>.
 
 =back
 
+Same behaviour is triggered by C<$b = $a++>, which is consider a synonym for
+C<$b = $a; ++$a>.
+
 =head1 MAGIC AUTOGENERATION
 
 If a method for an operation is not found, and the value for  C<"fallback"> is
@@ -457,7 +614,7 @@ substitutions are possible for the following operations:
 C<$a+=$b> can use the method for C<"+"> if the method for C<"+=">
 is not defined.
 
-=item I<Conversion operations> 
+=item I<Conversion operations>
 
 String, numeric, and boolean conversion are calculated in terms of one
 another if not all of them are defined.
@@ -484,7 +641,7 @@ string or numerical conversion.
 
 can be expressed in terms of string conversion.
 
-=item I<Comparison operations> 
+=item I<Comparison operations>
 
 can be expressed in terms of its "spaceship" counterpart: either
 C<E<lt>=E<gt>> or C<cmp>:
@@ -492,6 +649,14 @@ C<E<lt>=E<gt>> or C<cmp>:
     <, >, <=, >=, ==, !=       in terms of <=>
     lt, gt, le, ge, eq, ne     in terms of cmp
 
+=item I<Iterator>
+
+    <>                         in terms of builtin operations
+
+=item I<Dereferencing>
+
+    ${} @{} %{} &{} *{}                in terms of builtin operations
+
 =item I<Copy operator>
 
 can be expressed in terms of an assignment to the dereferenced value, if this
@@ -499,7 +664,7 @@ value is a scalar and not a reference.
 
 =back
 
-=head1 WARNING
+=head1 Losing overloading
 
 The restriction for the comparison operation is that even if, for example,
 `C<cmp>' should return a blessed reference, the autogenerated `C<lt>'
@@ -584,20 +749,20 @@ to overload constant pieces of regular expressions.
 
 The corresponding values are references to functions which take three arguments:
 the first one is the I<initial> string form of the constant, the second one
-is how Perl interprets this constant, the third one is how the constant is used.  
+is how Perl interprets this constant, the third one is how the constant is used.
 Note that the initial string form does not
-contain string delimiters, and has backslashes in backslash-delimiter 
+contain string delimiters, and has backslashes in backslash-delimiter
 combinations stripped (thus the value of delimiter is not relevant for
-processing of this string).  The return value of this function is how this 
+processing of this string).  The return value of this function is how this
 constant is going to be interpreted by Perl.  The third argument is undefined
 unless for overloaded C<q>- and C<qr>- constants, it is C<q> in single-quote
 context (comes from strings, regular expressions, and single-quote HERE
-documents), it is C<tr> for arguments of C<tr>/C<y> operators, 
+documents), it is C<tr> for arguments of C<tr>/C<y> operators,
 it is C<s> for right-hand side of C<s>-operator, and it is C<qq> otherwise.
 
 Since an expression C<"ab$cd,,"> is just a shortcut for C<'ab' . $cd . ',,'>,
 it is expected that overloaded constant strings are equipped with reasonable
-overloaded catenation operator, otherwise absurd results will result.  
+overloaded catenation operator, otherwise absurd results will result.
 Similarly, negative numbers are considered as negations of positive constants.
 
 Note that it is probably meaningless to call the functions overload::constant()
@@ -611,7 +776,7 @@ From these methods they may be called as
          overload::constant integer => sub {Math::BigInt->new(shift)};
        }
 
-B<BUGS> Currently overloaded-ness of constants does not propagate 
+B<BUGS> Currently overloaded-ness of constants does not propagate
 into C<eval '...'>.
 
 =head1 IMPLEMENTATION
@@ -651,9 +816,9 @@ There is no size penalty for data if overload is not used. The only
 size penalty if overload is used in some package is that I<all> the
 packages acquire a magic during the next C<bless>ing into the
 package. This magic is three-words-long for packages without
-overloading, and carries the cache tabel if the package is overloaded.
+overloading, and carries the cache table if the package is overloaded.
 
-Copying (C<$a=$b>) is shallow; however, a one-level-deep copying is 
+Copying (C<$a=$b>) is shallow; however, a one-level-deep copying is
 carried out before any operation that can imply an assignment to the
 object $a (or $b) refers to, like C<$a++>.  You can override this
 behavior by defining your own copy constructor (see L<"Copy Constructor">).
@@ -661,6 +826,543 @@ behavior by defining your own copy constructor (see L<"Copy Constructor">).
 It is expected that arguments to methods that are not explicitly supposed
 to be changed are constant (but this is not enforced).
 
+=head1 Metaphor clash
+
+One may wonder why the semantic of overloaded C<=> is so counter intuitive.
+If it I<looks> counter intuitive to you, you are subject to a metaphor
+clash.
+
+Here is a Perl object metaphor:
+
+I<  object is a reference to blessed data>
+
+and an arithmetic metaphor:
+
+I<  object is a thing by itself>.
+
+The I<main> problem of overloading C<=> is the fact that these metaphors
+imply different actions on the assignment C<$a = $b> if $a and $b are
+objects.  Perl-think implies that $a becomes a reference to whatever
+$b was referencing.  Arithmetic-think implies that the value of "object"
+$a is changed to become the value of the object $b, preserving the fact
+that $a and $b are separate entities.
+
+The difference is not relevant in the absence of mutators.  After
+a Perl-way assignment an operation which mutates the data referenced by $a
+would change the data referenced by $b too.  Effectively, after
+C<$a = $b> values of $a and $b become I<indistinguishable>.
+
+On the other hand, anyone who has used algebraic notation knows the
+expressive power of the arithmetic metaphor.  Overloading works hard
+to enable this metaphor while preserving the Perlian way as far as
+possible.  Since it is not possible to freely mix two contradicting
+metaphors, overloading allows the arithmetic way to write things I<as
+far as all the mutators are called via overloaded access only>.  The
+way it is done is described in L<Copy Constructor>.
+
+If some mutator methods are directly applied to the overloaded values,
+one may need to I<explicitly unlink> other values which references the
+same value:
+
+    $a = new Data 23;
+    ...
+    $b = $a;           # $b is "linked" to $a
+    ...
+    $a = $a->clone;    # Unlink $b from $a
+    $a->increment_by(4);
+
+Note that overloaded access makes this transparent:
+
+    $a = new Data 23;
+    $b = $a;           # $b is "linked" to $a
+    $a += 4;           # would unlink $b automagically
+
+However, it would not make
+
+    $a = new Data 23;
+    $a = 4;            # Now $a is a plain 4, not 'Data'
+
+preserve "objectness" of $a.  But Perl I<has> a way to make assignments
+to an object do whatever you want.  It is just not the overload, but
+tie()ing interface (see L<perlfunc/tie>).  Adding a FETCH() method
+which returns the object itself, and STORE() method which changes the
+value of the object, one can reproduce the arithmetic metaphor in its
+completeness, at least for variables which were tie()d from the start.
+
+(Note that a workaround for a bug may be needed, see L<"BUGS">.)
+
+=head1 Cookbook
+
+Please add examples to what follows!
+
+=head2 Two-face scalars
+
+Put this in F<two_face.pm> in your Perl library directory:
+
+  package two_face;            # Scalars with separate string and
+                                # numeric values.
+  sub new { my $p = shift; bless [@_], $p }
+  use overload '""' => \&str, '0+' => \&num, fallback => 1;
+  sub num {shift->[1]}
+  sub str {shift->[0]}
+
+Use it as follows:
+
+  require two_face;
+  my $seven = new two_face ("vii", 7);
+  printf "seven=$seven, seven=%d, eight=%d\n", $seven, $seven+1;
+  print "seven contains `i'\n" if $seven =~ /i/;
+
+(The second line creates a scalar which has both a string value, and a
+numeric value.)  This prints:
+
+  seven=vii, seven=7, eight=8
+  seven contains `i'
+
+=head2 Two-face references
+
+Suppose you want to create an object which is accessible as both an
+array reference and a hash reference, similar to the
+L<pseudo-hash|perlref/"Pseudo-hashes: Using an array as a hash">
+builtin Perl type.  Let's make it better than a pseudo-hash by
+allowing index 0 to be treated as a normal element.
+
+  package two_refs;
+  use overload '%{}' => \&gethash, '@{}' => sub { $ {shift()} };
+  sub new {
+    my $p = shift;
+    bless \ [@_], $p;
+  }
+  sub gethash {
+    my %h;
+    my $self = shift;
+    tie %h, ref $self, $self;
+    \%h;
+  }
+
+  sub TIEHASH { my $p = shift; bless \ shift, $p }
+  my %fields;
+  my $i = 0;
+  $fields{$_} = $i++ foreach qw{zero one two three};
+  sub STORE {
+    my $self = ${shift()};
+    my $key = $fields{shift()};
+    defined $key or die "Out of band access";
+    $$self->[$key] = shift;
+  }
+  sub FETCH {
+    my $self = ${shift()};
+    my $key = $fields{shift()};
+    defined $key or die "Out of band access";
+    $$self->[$key];
+  }
+
+Now one can access an object using both the array and hash syntax:
+
+  my $bar = new two_refs 3,4,5,6;
+  $bar->[2] = 11;
+  $bar->{two} == 11 or die 'bad hash fetch';
+
+Note several important features of this example.  First of all, the
+I<actual> type of $bar is a scalar reference, and we do not overload
+the scalar dereference.  Thus we can get the I<actual> non-overloaded
+contents of $bar by just using C<$$bar> (what we do in functions which
+overload dereference).  Similarly, the object returned by the
+TIEHASH() method is a scalar reference.
+
+Second, we create a new tied hash each time the hash syntax is used.
+This allows us not to worry about a possibility of a reference loop,
+which would lead to a memory leak.
+
+Both these problems can be cured.  Say, if we want to overload hash
+dereference on a reference to an object which is I<implemented> as a
+hash itself, the only problem one has to circumvent is how to access
+this I<actual> hash (as opposed to the I<virtual> hash exhibited by the
+overloaded dereference operator).  Here is one possible fetching routine:
+
+  sub access_hash {
+    my ($self, $key) = (shift, shift);
+    my $class = ref $self;
+    bless $self, 'overload::dummy'; # Disable overloading of %{}
+    my $out = $self->{$key};
+    bless $self, $class;       # Restore overloading
+    $out;
+  }
+
+To remove creation of the tied hash on each access, one may an extra
+level of indirection which allows a non-circular structure of references:
+
+  package two_refs1;
+  use overload '%{}' => sub { ${shift()}->[1] },
+               '@{}' => sub { ${shift()}->[0] };
+  sub new {
+    my $p = shift;
+    my $a = [@_];
+    my %h;
+    tie %h, $p, $a;
+    bless \ [$a, \%h], $p;
+  }
+  sub gethash {
+    my %h;
+    my $self = shift;
+    tie %h, ref $self, $self;
+    \%h;
+  }
+
+  sub TIEHASH { my $p = shift; bless \ shift, $p }
+  my %fields;
+  my $i = 0;
+  $fields{$_} = $i++ foreach qw{zero one two three};
+  sub STORE {
+    my $a = ${shift()};
+    my $key = $fields{shift()};
+    defined $key or die "Out of band access";
+    $a->[$key] = shift;
+  }
+  sub FETCH {
+    my $a = ${shift()};
+    my $key = $fields{shift()};
+    defined $key or die "Out of band access";
+    $a->[$key];
+  }
+
+Now if $baz is overloaded like this, then C<$baz> is a reference to a
+reference to the intermediate array, which keeps a reference to an
+actual array, and the access hash.  The tie()ing object for the access
+hash is a reference to a reference to the actual array, so
+
+=over
+
+=item *
+
+There are no loops of references.
+
+=item *
+
+Both "objects" which are blessed into the class C<two_refs1> are
+references to a reference to an array, thus references to a I<scalar>.
+Thus the accessor expression C<$$foo-E<gt>[$ind]> involves no
+overloaded operations.
+
+=back
+
+=head2 Symbolic calculator
+
+Put this in F<symbolic.pm> in your Perl library directory:
+
+  package symbolic;            # Primitive symbolic calculator
+  use overload nomethod => \&wrap;
+
+  sub new { shift; bless ['n', @_] }
+  sub wrap {
+    my ($obj, $other, $inv, $meth) = @_;
+    ($obj, $other) = ($other, $obj) if $inv;
+    bless [$meth, $obj, $other];
+  }
+
+This module is very unusual as overloaded modules go: it does not
+provide any usual overloaded operators, instead it provides the L<Last
+Resort> operator C<nomethod>.  In this example the corresponding
+subroutine returns an object which encapsulates operations done over
+the objects: C<new symbolic 3> contains C<['n', 3]>, C<2 + new
+symbolic 3> contains C<['+', 2, ['n', 3]]>.
+
+Here is an example of the script which "calculates" the side of
+circumscribed octagon using the above package:
+
+  require symbolic;
+  my $iter = 1;                        # 2**($iter+2) = 8
+  my $side = new symbolic 1;
+  my $cnt = $iter;
+
+  while ($cnt--) {
+    $side = (sqrt(1 + $side**2) - 1)/$side;
+  }
+  print "OK\n";
+
+The value of $side is
+
+  ['/', ['-', ['sqrt', ['+', 1, ['**', ['n', 1], 2]],
+                      undef], 1], ['n', 1]]
+
+Note that while we obtained this value using a nice little script,
+there is no simple way to I<use> this value.  In fact this value may
+be inspected in debugger (see L<perldebug>), but ony if
+C<bareStringify> B<O>ption is set, and not via C<p> command.
+
+If one attempts to print this value, then the overloaded operator
+C<""> will be called, which will call C<nomethod> operator.  The
+result of this operator will be stringified again, but this result is
+again of type C<symbolic>, which will lead to an infinite loop.
+
+Add a pretty-printer method to the module F<symbolic.pm>:
+
+  sub pretty {
+    my ($meth, $a, $b) = @{+shift};
+    $a = 'u' unless defined $a;
+    $b = 'u' unless defined $b;
+    $a = $a->pretty if ref $a;
+    $b = $b->pretty if ref $b;
+    "[$meth $a $b]";
+  }
+
+Now one can finish the script by
+
+  print "side = ", $side->pretty, "\n";
+
+The method C<pretty> is doing object-to-string conversion, so it
+is natural to overload the operator C<""> using this method.  However,
+inside such a method it is not necessary to pretty-print the
+I<components> $a and $b of an object.  In the above subroutine
+C<"[$meth $a $b]"> is a catenation of some strings and components $a
+and $b.  If these components use overloading, the catenation operator
+will look for an overloaded operator C<.>; if not present, it will
+look for an overloaded operator C<"">.  Thus it is enough to use
+
+  use overload nomethod => \&wrap, '""' => \&str;
+  sub str {
+    my ($meth, $a, $b) = @{+shift};
+    $a = 'u' unless defined $a;
+    $b = 'u' unless defined $b;
+    "[$meth $a $b]";
+  }
+
+Now one can change the last line of the script to
+
+  print "side = $side\n";
+
+which outputs
+
+  side = [/ [- [sqrt [+ 1 [** [n 1 u] 2]] u] 1] [n 1 u]]
+
+and one can inspect the value in debugger using all the possible
+methods.
+
+Something is still amiss: consider the loop variable $cnt of the
+script.  It was a number, not an object.  We cannot make this value of
+type C<symbolic>, since then the loop will not terminate.
+
+Indeed, to terminate the cycle, the $cnt should become false.
+However, the operator C<bool> for checking falsity is overloaded (this
+time via overloaded C<"">), and returns a long string, thus any object
+of type C<symbolic> is true.  To overcome this, we need a way to
+compare an object to 0.  In fact, it is easier to write a numeric
+conversion routine.
+
+Here is the text of F<symbolic.pm> with such a routine added (and
+slightly modified str()):
+
+  package symbolic;            # Primitive symbolic calculator
+  use overload
+    nomethod => \&wrap, '""' => \&str, '0+' => \&num;
+
+  sub new { shift; bless ['n', @_] }
+  sub wrap {
+    my ($obj, $other, $inv, $meth) = @_;
+    ($obj, $other) = ($other, $obj) if $inv;
+    bless [$meth, $obj, $other];
+  }
+  sub str {
+    my ($meth, $a, $b) = @{+shift};
+    $a = 'u' unless defined $a;
+    if (defined $b) {
+      "[$meth $a $b]";
+    } else {
+      "[$meth $a]";
+    }
+  }
+  my %subr = ( n => sub {$_[0]},
+              sqrt => sub {sqrt $_[0]},
+              '-' => sub {shift() - shift()},
+              '+' => sub {shift() + shift()},
+              '/' => sub {shift() / shift()},
+              '*' => sub {shift() * shift()},
+              '**' => sub {shift() ** shift()},
+            );
+  sub num {
+    my ($meth, $a, $b) = @{+shift};
+    my $subr = $subr{$meth}
+      or die "Do not know how to ($meth) in symbolic";
+    $a = $a->num if ref $a eq __PACKAGE__;
+    $b = $b->num if ref $b eq __PACKAGE__;
+    $subr->($a,$b);
+  }
+
+All the work of numeric conversion is done in %subr and num().  Of
+course, %subr is not complete, it contains only operators used in the
+example below.  Here is the extra-credit question: why do we need an
+explicit recursion in num()?  (Answer is at the end of this section.)
+
+Use this module like this:
+
+  require symbolic;
+  my $iter = new symbolic 2;   # 16-gon
+  my $side = new symbolic 1;
+  my $cnt = $iter;
+
+  while ($cnt) {
+    $cnt = $cnt - 1;           # Mutator `--' not implemented
+    $side = (sqrt(1 + $side**2) - 1)/$side;
+  }
+  printf "%s=%f\n", $side, $side;
+  printf "pi=%f\n", $side*(2**($iter+2));
+
+It prints (without so many line breaks)
+
+  [/ [- [sqrt [+ 1 [** [/ [- [sqrt [+ 1 [** [n 1] 2]]] 1]
+                         [n 1]] 2]]] 1]
+     [/ [- [sqrt [+ 1 [** [n 1] 2]]] 1] [n 1]]]=0.198912
+  pi=3.182598
+
+The above module is very primitive.  It does not implement
+mutator methods (C<++>, C<-=> and so on), does not do deep copying
+(not required without mutators!), and implements only those arithmetic
+operations which are used in the example.
+
+To implement most arithmetic operations is easy; one should just use
+the tables of operations, and change the code which fills %subr to
+
+  my %subr = ( 'n' => sub {$_[0]} );
+  foreach my $op (split " ", $overload::ops{with_assign}) {
+    $subr{$op} = $subr{"$op="} = eval "sub {shift() $op shift()}";
+  }
+  my @bins = qw(binary 3way_comparison num_comparison str_comparison);
+  foreach my $op (split " ", "@overload::ops{ @bins }") {
+    $subr{$op} = eval "sub {shift() $op shift()}";
+  }
+  foreach my $op (split " ", "@overload::ops{qw(unary func)}") {
+    print "defining `$op'\n";
+    $subr{$op} = eval "sub {$op shift()}";
+  }
+
+Due to L<Calling Conventions for Mutators>, we do not need anything
+special to make C<+=> and friends work, except filling C<+=> entry of
+%subr, and defining a copy constructor (needed since Perl has no
+way to know that the implementation of C<'+='> does not mutate
+the argument, compare L<Copy Constructor>).
+
+To implement a copy constructor, add C<< '=' => \&cpy >> to C<use overload>
+line, and code (this code assumes that mutators change things one level
+deep only, so recursive copying is not needed):
+
+  sub cpy {
+    my $self = shift;
+    bless [@$self], ref $self;
+  }
+
+To make C<++> and C<--> work, we need to implement actual mutators,
+either directly, or in C<nomethod>.  We continue to do things inside
+C<nomethod>, thus add
+
+    if ($meth eq '++' or $meth eq '--') {
+      @$obj = ($meth, (bless [@$obj]), 1); # Avoid circular reference
+      return $obj;
+    }
+
+after the first line of wrap().  This is not a most effective
+implementation, one may consider
+
+  sub inc { $_[0] = bless ['++', shift, 1]; }
+
+instead.
+
+As a final remark, note that one can fill %subr by
+
+  my %subr = ( 'n' => sub {$_[0]} );
+  foreach my $op (split " ", $overload::ops{with_assign}) {
+    $subr{$op} = $subr{"$op="} = eval "sub {shift() $op shift()}";
+  }
+  my @bins = qw(binary 3way_comparison num_comparison str_comparison);
+  foreach my $op (split " ", "@overload::ops{ @bins }") {
+    $subr{$op} = eval "sub {shift() $op shift()}";
+  }
+  foreach my $op (split " ", "@overload::ops{qw(unary func)}") {
+    $subr{$op} = eval "sub {$op shift()}";
+  }
+  $subr{'++'} = $subr{'+'};
+  $subr{'--'} = $subr{'-'};
+
+This finishes implementation of a primitive symbolic calculator in
+50 lines of Perl code.  Since the numeric values of subexpressions
+are not cached, the calculator is very slow.
+
+Here is the answer for the exercise: In the case of str(), we need no
+explicit recursion since the overloaded C<.>-operator will fall back
+to an existing overloaded operator C<"">.  Overloaded arithmetic
+operators I<do not> fall back to numeric conversion if C<fallback> is
+not explicitly requested.  Thus without an explicit recursion num()
+would convert C<['+', $a, $b]> to C<$a + $b>, which would just rebuild
+the argument of num().
+
+If you wonder why defaults for conversion are different for str() and
+num(), note how easy it was to write the symbolic calculator.  This
+simplicity is due to an appropriate choice of defaults.  One extra
+note: due to the explicit recursion num() is more fragile than sym():
+we need to explicitly check for the type of $a and $b.  If components
+$a and $b happen to be of some related type, this may lead to problems.
+
+=head2 I<Really> symbolic calculator
+
+One may wonder why we call the above calculator symbolic.  The reason
+is that the actual calculation of the value of expression is postponed
+until the value is I<used>.
+
+To see it in action, add a method
+
+  sub STORE {
+    my $obj = shift;
+    $#$obj = 1;
+    @$obj->[0,1] = ('=', shift);
+  }
+
+to the package C<symbolic>.  After this change one can do
+
+  my $a = new symbolic 3;
+  my $b = new symbolic 4;
+  my $c = sqrt($a**2 + $b**2);
+
+and the numeric value of $c becomes 5.  However, after calling
+
+  $a->STORE(12);  $b->STORE(5);
+
+the numeric value of $c becomes 13.  There is no doubt now that the module
+symbolic provides a I<symbolic> calculator indeed.
+
+To hide the rough edges under the hood, provide a tie()d interface to the
+package C<symbolic> (compare with L<Metaphor clash>).  Add methods
+
+  sub TIESCALAR { my $pack = shift; $pack->new(@_) }
+  sub FETCH { shift }
+  sub nop {  }         # Around a bug
+
+(the bug is described in L<"BUGS">).  One can use this new interface as
+
+  tie $a, 'symbolic', 3;
+  tie $b, 'symbolic', 4;
+  $a->nop;  $b->nop;   # Around a bug
+
+  my $c = sqrt($a**2 + $b**2);
+
+Now numeric value of $c is 5.  After C<$a = 12; $b = 5> the numeric value
+of $c becomes 13.  To insulate the user of the module add a method
+
+  sub vars { my $p = shift; tie($_, $p), $_->nop foreach @_; }
+
+Now
+
+  my ($a, $b);
+  symbolic->vars($a, $b);
+  my $c = sqrt($a**2 + $b**2);
+
+  $a = 3; $b = 4;
+  printf "c5  %s=%f\n", $c, $c;
+
+  $a = 12; $b = 5;
+  printf "c13  %s=%f\n", $c, $c;
+
+shows that the numeric value of $c follows changes to the values of $a
+and $b.
+
 =head1 AUTHOR
 
 Ilya Zakharevich E<lt>F<ilya@math.mps.ohio-state.edu>E<gt>.
@@ -676,7 +1378,28 @@ this overloading). Say, if C<eq> is overloaded, then the method C<(eq>
 is shown by debugger. The method C<()> corresponds to the C<fallback>
 key (in fact a presence of this method shows that this package has
 overloading enabled, and it is what is used by the C<Overloaded>
-function).
+function of module C<overload>).
+
+The module might issue the following warnings:
+
+=over 4
+
+=item Odd number of arguments for overload::constant
+
+(W) The call to overload::constant contained an odd number of arguments.
+The arguments should come in pairs.
+
+=item `%s' is not an overloadable type
+
+(W) You tried to overload a constant type the overload package is unaware of.
+
+=item `%s' is not a code reference
+
+(W) The second (fourth, sixth, ...) argument of overload::constant needs
+to be a code reference. Either an anonymous subroutine, or a reference
+to a subroutine.
+
+=back
 
 =head1 BUGS
 
@@ -689,9 +1412,21 @@ C<fallback> is present (possibly undefined). This may create
 interesting effects if some package is not overloaded, but inherits
 from two overloaded packages.
 
+Relation between overloading and tie()ing is broken.  Overloading is
+triggered or not basing on the I<previous> class of tie()d value.
+
+This happens because the presence of overloading is checked too early,
+before any tie()d access is attempted.  If the FETCH()ed class of the
+tie()d value does not change, a simple workaround is to access the value
+immediately after tie()ing, so that after this call the I<previous> class
+coincides with the current one.
+
+B<Needed:> a way to fix this without a speed penalty.
+
 Barewords are not covered by overloaded string constants.
 
-This document is confusing.
+This document is confusing.  There are grammos and misleading language
+used in places.  It would seem a total rewrite is needed.
 
 =cut