はじめに

Perlの備忘録として書いてます。
前回はシンボルテーブルについて記載しました。今回は、変数の挙動をカスタマイズする tie について。

`tie` とは

Perlの変数は、通常は単なるデータの入れ物です。しかし、tie 関数を使うと、変数を特定のクラス（そのクラスのオブジェクト）に結びつけることができます。

これにより、変数へのアクセス（読み込み、書き込み、キーの確認など）を、特定のメソッド呼び出しにフックさせることが可能になります。「変数に見えるけれど、裏側でAPIを叩いている」といった実装も可能です。

実践：スカラー変数の拡張

最も単純なスカラー変数の tie を見てみましょう。
値を代入すると、その内容を標準出力にログとして表示する変数を作成します。

package LoggingScalar;

sub TIESCALAR {
    my ($class, $value) = @_;
    # 第2引数があれば初期値として利用する
    return bless \$value, $class;
}

sub FETCH {
    my $self = shift;
    return $$self;
}

sub STORE {
    my ($self, $value) = @_;
    print "[LOG]: $value\n";
    $$self = $value;
}

package main;

# 変数 $log_var を LoggingScalar クラスに紐付ける
tie my $log_var, 'LoggingScalar', "initial_value";

print $log_var . "\n"; # initial_value
$log_var = "hello";    # 出力: [LOG]: hello
print $log_var;        # hello

TIESCALAR: tie 時に呼ばれるコンストラクタ
FETCH: 変数の値を読み取る時に呼ばれる
STORE: 変数に値を代入する時に呼ばれる

これを利用すれば、代入するだけでファイルに永続化される変数や、常に現在時刻を返す変数などを作成できます。

実践：ハッシュ変数の拡張（継承の活用）

ハッシュや配列を tie する場合、すべてのメソッド（STORE, DELETE, EXISTS, FIRSTKEY...）を実装するのは大変です。

そこで、Tie::StdHash モジュールを継承します。これにより、挙動を変えたいメソッドだけをオーバーライドすればよくなり、実装コストが下がります。

ここでは、「存在しないキーにアクセスすると、自動的にデフォルト値を生成して保存する」ハッシュを作成してみます。

package AutovivifyHash;
require Tie::Hash;
# Tie::StdHash を継承することで、FETCH 以外のメソッドの実装を省略できる
@ISA = qw(Tie::StdHash);

sub FETCH {
    my ($self, $key) = @_;
    # 親クラスのメソッドを使って存在確認
    unless (exists $self->{$key}) {
        print "Generating default value for $key...\n";
        $self->{$key} = "default";
    }
    return $self->{$key};
}

package main;

tie my %hash, 'AutovivifyHash';

print $hash{foo}; 
# 出力:
# Generating default value for foo...
# default

# 代入などの通常の操作は親クラス（Tie::StdHash）が処理してくれる
$hash{bar} = 123; 
print $hash{bar}; # 123

補足：オブジェクトの取得と `untie`

tie は、裏側で生成されたオブジェクトを戻り値として返します。
また、紐付けを解除したい場合は untie を使用します。

# オブジェクトを受け取る
my $obj = tie my $scalar, 'LoggingScalar';

# $obj を通じて裏側のメソッドを直接呼ぶことも可能
# $obj->some_method();

# 紐付けを解除（通常の変数に戻る）
untie $scalar;

応用例

tie は、モジュール利用者に「直感的なインターフェース」を提供するために使われています。

DBMファイル: ディスク上のファイルをハッシュのように扱う（DB_File, GDBM_Fileなど）
Configファイル: 設定ファイルを読み込んでハッシュとして見せる
プロセス間通信: 共有メモリを変数として見せる（IPC::Shareable）

まとめ

tie を使うと、変数の操作をメソッド呼び出しに変換できる
Tie::StdHash などを継承すると、必要な機能だけをカスタマイズできて便利
スカラー、ハッシュだけでなく、配列（Tie::Array）やファイルハンドル（Tie::Handle）も作成可能
便利だが、通常の変数に比べてメソッド呼び出しのオーバーヘッドがあるため、パフォーマンスは注意

参考：https://perldoc.jp/

次回は、Perlの「ソースフィルタ」について記載します。