(calendar-mode-map): Use new calendar-scroll-* names.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blobeedfa8c124f9f97b5112955067f4d3ee754192c3
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2001,
4 @c   2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007  Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Obsolete Functions::    Declaring functions obsolete.
25 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
26 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
27 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
28                             that have a special bearing on how functions work.
29 @end menu
31 @node What Is a Function
32 @section What Is a Function?
34   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
35 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
36 computation is called the value of the function.  The computation can
37 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
38 the contents of data structures.
40   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
41 function-like objects.
43 @table @dfn
44 @item function
45 @cindex function
46 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
47 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
48 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
49 macros are not functions.
51 @item primitive
52 @cindex primitive
53 @cindex subr
54 @cindex built-in function
55 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
56 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
57 @dfn{built-in functions}, or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
58 considered primitives.)
60 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
61 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
62 to operating system services, or because it needs to run fast.
63 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
64 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
66 @item lambda expression
67 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
68 These are described in the following section.
69 @ifnottex
70 @xref{Lambda Expressions}.
71 @end ifnottex
73 @item special form
74 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
75 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
76 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
77 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
78 Structures}.
80 @item macro
81 @cindex macro
82 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
83 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
84 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
85 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
86 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
87 use macros.
89 @item command
90 @cindex command
91 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
92 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
93 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
94 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
95 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
96 the fact that the function is a command makes no difference.
98 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
99 they are not functions.  A symbol is a command if its function
100 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
101 The symbol is a function as well if the definition is a function.
102 @xref{Interactive Call}.
104 @item keystroke command
105 @cindex keystroke command
106 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
107 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
108 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
109 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
111 @item byte-code function
112 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
113 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
114 @end table
116 @defun functionp object
117 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
118 function, or a special form, or, recursively, a symbol whose function
119 definition is a function or special form.  (This does not include
120 macros.)
121 @end defun
123 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not}
124 treat a symbol as its function definition.
126 @defun subrp object
127 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
128 (i.e., a Lisp primitive).
130 @example
131 @group
132 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
133      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
134 @end group
135 @group
136 (subrp (symbol-function 'message))
137      @result{} t
138 @end group
139 @end example
140 @end defun
142 @defun byte-code-function-p object
143 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
144 function.  For example:
146 @example
147 @group
148 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
149      @result{} t
150 @end group
151 @end example
152 @end defun
154 @defun subr-arity subr
155 This function provides information about the argument list of a
156 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
157 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
158 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
159 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
160 @var{subr} is a special form.
161 @end defun
163 @node Lambda Expressions
164 @section Lambda Expressions
165 @cindex lambda expression
167   A function written in Lisp is a list that looks like this:
169 @example
170 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
171   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
172   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
173   @var{body-forms}@dots{})
174 @end example
176 @noindent
177 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
178 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
179 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
180 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
181 expression, but to be called as a function.
183 @menu
184 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
185 * Simple Lambda::           A simple example.
186 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
187 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
188 @end menu
190 @node Lambda Components
191 @subsection Components of a Lambda Expression
193 @ifnottex
195   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
196 looks like this:
198 @example
199 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
200   [@var{documentation-string}]
201   [@var{interactive-declaration}]
202   @var{body-forms}@dots{})
203 @end example
204 @end ifnottex
206 @cindex lambda list
207   The first element of a lambda expression is always the symbol
208 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
209 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
210 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
211 functions.
213   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
214 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
215 the argument values are matched up against the variables in the lambda
216 list, which are given local bindings with the values provided.
217 @xref{Local Variables}.
219   The documentation string is a Lisp string object placed within the
220 function definition to describe the function for the Emacs help
221 facilities.  @xref{Function Documentation}.
223   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
224 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
225 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
226 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
227 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
228 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
229 declaration.
231 @cindex body of function
232   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
233 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
234 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
235 function is the value returned by the last element of the body.
237 @node Simple Lambda
238 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
240   Consider for example the following function:
242 @example
243 (lambda (a b c) (+ a b c))
244 @end example
246 @noindent
247 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
248 expression, like this:
250 @example
251 @group
252 ((lambda (a b c) (+ a b c))
253  1 2 3)
254 @end group
255 @end example
257 @noindent
258 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
259 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
260 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
261 therefore, this call to the function returns the value 6.
263   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
264 this example:
266 @example
267 @group
268 ((lambda (a b c) (+ a b c))
269  1 (* 2 3) (- 5 4))
270 @end group
271 @end example
273 @noindent
274 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
275 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
276 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
278   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
279 a form in this way.  You can get the same result, of making local
280 variables and giving them values, using the special form @code{let}
281 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
282 In practice, lambda expressions are either stored as the function
283 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
284 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
286   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
287 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
288 that time, they were the only way to bind and initialize local
289 variables.
291 @node Argument List
292 @subsection Other Features of Argument Lists
293 @kindex wrong-number-of-arguments
294 @cindex argument binding
295 @cindex binding arguments
296 @cindex argument lists, features
298   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
299 specifies three argument variables, so it must be called with three
300 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
301 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
303   It is often convenient to write a function that allows certain
304 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
305 accepts three arguments---a string, the start index and the end
306 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
307 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
308 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
309 and @code{+} do.
311 @cindex optional arguments
312 @cindex rest arguments
313 @kindex &optional
314 @kindex &rest
315   To specify optional arguments that may be omitted when a function
316 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
317 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
318 keyword @code{&rest} before one final argument.
320   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
322 @example
323 @group
324 (@var{required-vars}@dots{}
325  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
326  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
327 @end group
328 @end example
330 @noindent
331 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
332 clauses, and the variables that follow them, are optional.
334   A call to the function requires one actual argument for each of the
335 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
336 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
337 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
338 be any number of extra actual arguments.
340   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
341 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
342 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
343 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
344 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
345 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
346 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
348 @cindex CL note---default optional arg
349 @quotation
350 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
351 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
352 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
353 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
354 @end quotation
356   For example, an argument list that looks like this:
358 @example
359 (a b &optional c d &rest e)
360 @end example
362 @noindent
363 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
364 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
365 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
366 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
367 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
368 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
369 is @code{nil}.
371   There is no way to have required arguments following optional
372 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
373 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
374 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
375 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
376 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
377 no sense to have any more arguments (either required or optional)
378 after a @code{&rest} argument.
380   Here are some examples of argument lists and proper calls:
382 @smallexample
383 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
384  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
385      @result{} 2
386 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
387          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
388  1 2)
389      @result{} 3
390 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
391          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
392  1 2 3 4 5)
393      @result{} 15
394 @end smallexample
396 @node Function Documentation
397 @subsection Documentation Strings of Functions
398 @cindex documentation of function
400   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
401 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
402 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
403 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
404 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
405 accessed.
407   It is a good idea to provide documentation strings for all the
408 functions in your program, even those that are called only from within
409 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
410 are easier to access.
412   The first line of the documentation string should stand on its own,
413 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
414 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
416   The start of the documentation string is usually indented in the
417 source file, but since these spaces come before the starting
418 double-quote, they are not part of the string.  Some people make a
419 practice of indenting any additional lines of the string so that the
420 text lines up in the program source.  @emph{That is a mistake.}  The
421 indentation of the following lines is inside the string; what looks
422 nice in the source code will look ugly when displayed by the help
423 commands.
425   You may wonder how the documentation string could be optional, since
426 there are required components of the function that follow it (the body).
427 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
428 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
429 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
430 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
431 as the return value and as the documentation.
433   The last line of the documentation string can specify calling
434 conventions different from the actual function arguments.  Write
435 text like this:
437 @example
438 \(fn @var{arglist})
439 @end example
441 @noindent
442 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
443 following it inside the documentation string.  (The @samp{\} is used
444 to avoid confusing the Emacs motion commands.)  The calling convention
445 specified in this way appears in help messages in place of the one
446 derived from the actual arguments of the function.
448   This feature is particularly useful for macro definitions, since the
449 arguments written in a macro definition often do not correspond to the
450 way users think of the parts of the macro call.
452 @node Function Names
453 @section Naming a Function
454 @cindex function definition
455 @cindex named function
456 @cindex function name
458   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
459 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
460 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
461 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
463   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
464 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
465 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
466 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
467 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
468 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
469 symbol's function definition in place of the symbol is called
470 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
472   In practice, nearly all functions are given names in this way and
473 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
474 as a function and does what it does because the primitive subr-object
475 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
477   We give functions names because it is convenient to refer to them by
478 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
479 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
480 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
481 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
482 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
483 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
484 more convenient than making the function definition point to itself
485 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
486 practice).
488   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
489 example, we often speak of ``the function @code{car},'' not
490 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
491 subr-object that is its function definition.  For most purposes, the
492 distinction is not important.
494   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
495 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
496 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
497 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
498 equally well a name for the same function.
500   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
501 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
502 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
503 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
504 function definition.)  If you have not given a symbol a function
505 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
506 value as a variable makes no difference to this.
508 @node Defining Functions
509 @section Defining Functions
510 @cindex defining a function
512   We usually give a name to a function when it is first created.  This
513 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
514 @code{defun} special form.
516 @defspec defun name argument-list body-forms
517 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
518 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
520 @example
521 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
522 @end example
524 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
525 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
526 value.
528 As described previously, @var{argument-list} is a list of argument
529 names and may include the keywords @code{&optional} and @code{&rest}
530 (@pxref{Lambda Expressions}).  Also, the first two of the
531 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
532 declaration.
534 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
535 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
536 cell.  @xref{Symbol Components}.
538 Here are some examples:
540 @example
541 @group
542 (defun foo () 5)
543      @result{} foo
544 @end group
545 @group
546 (foo)
547      @result{} 5
548 @end group
550 @group
551 (defun bar (a &optional b &rest c)
552     (list a b c))
553      @result{} bar
554 @end group
555 @group
556 (bar 1 2 3 4 5)
557      @result{} (1 2 (3 4 5))
558 @end group
559 @group
560 (bar 1)
561      @result{} (1 nil nil)
562 @end group
563 @group
564 (bar)
565 @error{} Wrong number of arguments.
566 @end group
568 @group
569 (defun capitalize-backwards ()
570   "Upcase the last letter of a word."
571   (interactive)
572   (backward-word 1)
573   (forward-word 1)
574   (backward-char 1)
575   (capitalize-word 1))
576      @result{} capitalize-backwards
577 @end group
578 @end example
580 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
581 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
582 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
583 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
584 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
585 @end defspec
587 @cindex function aliases
588 @defun defalias name definition &optional docstring
589 @anchor{Definition of defalias}
590 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
591 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
592 It returns @var{definition}.
594 If @var{docstring} is non-@code{nil}, it becomes the function
595 documentation of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
596 @var{definition} is used.
598 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
599 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
600 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
601 which file defined the function, just like @code{defun}
602 (@pxref{Unloading}).
604 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
605 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
606 records.  @xref{Function Cells}.
607 @end defun
609   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
610 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
611 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
612 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
613 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
614 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
615 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
616 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
617 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
618 definition will have no effect on them.
620   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
621 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
623 @node Calling Functions
624 @section Calling Functions
625 @cindex function invocation
626 @cindex calling a function
628   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
629 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
630 function is also known as @dfn{invocation}.
632   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
633 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
634 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
635 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
637   When you write a list as an expression in your program, you specify
638 which function to call, and how many arguments to give it, in the text
639 of the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
640 need to compute at run time which function to call.  To do that, use
641 the function @code{funcall}.  When you also need to determine at run
642 time how many arguments to pass, use @code{apply}.
644 @defun funcall function &rest arguments
645 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
646 whatever @var{function} returns.
648 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
649 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
650 means that you can use any expression to obtain the function to be
651 called.  It also means that @code{funcall} does not see the
652 expressions you write for the @var{arguments}, only their values.
653 These values are @emph{not} evaluated a second time in the act of
654 calling @var{function}; the operation of @code{funcall} is like the
655 normal procedure for calling a function, once its arguments have
656 already been evaluated.
658 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
659 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
660 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
661 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
662 above, it never knows them in the first place.
664 @example
665 @group
666 (setq f 'list)
667      @result{} list
668 @end group
669 @group
670 (funcall f 'x 'y 'z)
671      @result{} (x y z)
672 @end group
673 @group
674 (funcall f 'x 'y '(z))
675      @result{} (x y (z))
676 @end group
677 @group
678 (funcall 'and t nil)
679 @error{} Invalid function: #<subr and>
680 @end group
681 @end example
683 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
684 @end defun
686 @defun apply function &rest arguments
687 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
688 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
689 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
690 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
691 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
692 argument.
694 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
695 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
696 primitive function; special forms and macros do not make sense in
697 @code{apply}.
699 @example
700 @group
701 (setq f 'list)
702      @result{} list
703 @end group
704 @group
705 (apply f 'x 'y 'z)
706 @error{} Wrong type argument: listp, z
707 @end group
708 @group
709 (apply '+ 1 2 '(3 4))
710      @result{} 10
711 @end group
712 @group
713 (apply '+ '(1 2 3 4))
714      @result{} 10
715 @end group
717 @group
718 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
719      @result{} (a b c x y z)
720 @end group
721 @end example
723 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
724 of mapcar}.
725 @end defun
727 @cindex functionals
728   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
729 find them in data structures (especially in hook variables and property
730 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
731 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
733   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
734 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
735 function:
737 @defun identity arg
738 This function returns @var{arg} and has no side effects.
739 @end defun
741 @defun ignore &rest args
742 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
743 @end defun
745 @node Mapping Functions
746 @section Mapping Functions
747 @cindex mapping functions
749   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
750 special form or macro) to each element of a list or other collection.
751 Emacs Lisp has several such functions; @code{mapcar} and
752 @code{mapconcat}, which scan a list, are described here.
753 @xref{Definition of mapatoms}, for the function @code{mapatoms} which
754 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Definition of maphash},
755 for the function @code{maphash} which maps over key/value associations
756 in a hash table.
758   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
759 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
760 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
761 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
763 @defun mapcar function sequence
764 @anchor{Definition of mapcar}
765 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
766 in turn, and returns a list of the results.
768 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
769 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
770 result is always a list.  The length of the result is the same as the
771 length of @var{sequence}.  For example:
773 @smallexample
774 @group
775 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
776      @result{} (a c e)
777 (mapcar '1+ [1 2 3])
778      @result{} (2 3 4)
779 (mapcar 'char-to-string "abc")
780      @result{} ("a" "b" "c")
781 @end group
783 @group
784 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
785 (mapcar 'funcall my-hooks)
786 @end group
788 @group
789 (defun mapcar* (function &rest args)
790   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
791 Return the list of results."
792   ;; @r{If no list is exhausted,}
793   (if (not (memq nil args))
794       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
795       (cons (apply function (mapcar 'car args))
796             (apply 'mapcar* function
797                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
798                    (mapcar 'cdr args)))))
799 @end group
801 @group
802 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
803      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
804 @end group
805 @end smallexample
806 @end defun
808 @defun mapc function sequence
809 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
810 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
811 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
812 @end defun
814 @defun mapconcat function sequence separator
815 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
816 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
817 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
818 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
819 other suitable punctuation.
821 The argument @var{function} must be a function that can take one
822 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
823 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
824 bool-vector, or a string.
826 @smallexample
827 @group
828 (mapconcat 'symbol-name
829            '(The cat in the hat)
830            " ")
831      @result{} "The cat in the hat"
832 @end group
834 @group
835 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
836            "HAL-8000"
837            "")
838      @result{} "IBM.9111"
839 @end group
840 @end smallexample
841 @end defun
843 @node Anonymous Functions
844 @section Anonymous Functions
845 @cindex anonymous function
847   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
848 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
849 primitive subr-object; names are ``extra.''  Although usually functions
850 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
851 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
852 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
854   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
856 @smallexample
857 @group
858 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
859 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
860 @end group
861 @end smallexample
863 @noindent
864 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
865 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
866 @code{silly}.
868   Here is how we might call this function:
870 @example
871 @group
872 (funcall silly 1)
873 @result{} 13
874 @end group
875 @end example
877 @noindent
878 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
879 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
880 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
882   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
883 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
884 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
885 element of a list.
887   Here we define a function @code{change-property} which
888 uses a function as its third argument:
890 @example
891 @group
892 (defun change-property (symbol prop function)
893   (let ((value (get symbol prop)))
894     (put symbol prop (funcall function value))))
895 @end group
896 @end example
898 @noindent
899 Here we define a function that uses @code{change-property},
900 passing it a function to double a number:
902 @example
903 @group
904 (defun double-property (symbol prop)
905   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
906 @end group
907 @end example
909 @noindent
910 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
911 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
913 @example
914 @group
915 (defun double-property (symbol prop)
916   (change-property symbol prop
917                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
918 @end group
919 @end example
921 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
922 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
923 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
924 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
925 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
926 @code{change-property} is the precise list shown:
928 @example
929 (lambda (x) (* x 2))
930 @end example
932 @noindent
933 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
934 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
935 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
936 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
937 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
939   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
941 @example
942 @group
943 (defun double-property (symbol prop)
944   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
945 @end group
946 @end example
948 @noindent
949 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
951   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
952 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
953 comment:
955 @example
956 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
957 @end example
959 @cindex @samp{#'} syntax
960   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
961 For example,
963 @example
964 #'(lambda (x) (* x x))
965 @end example
967 @noindent
968 is equivalent to
970 @example
971 (function (lambda (x) (* x x)))
972 @end example
974 @defspec function function-object
975 @cindex function quoting
976 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
977 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
978 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
979 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
980 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
981 @end defspec
983   @xref{describe-symbols example}, for a realistic example using
984 @code{function} and an anonymous function.
986 @node Function Cells
987 @section Accessing Function Cell Contents
989   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
990 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
991 and set the function cell of symbols.
993   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
994 indirect-function}.
996 @defun symbol-function symbol
997 @kindex void-function
998 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
999 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
1000 signaled.
1002 This function does not check that the returned object is a legitimate
1003 function.
1005 @example
1006 @group
1007 (defun bar (n) (+ n 2))
1008      @result{} bar
1009 @end group
1010 @group
1011 (symbol-function 'bar)
1012      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1013 @end group
1014 @group
1015 (fset 'baz 'bar)
1016      @result{} bar
1017 @end group
1018 @group
1019 (symbol-function 'baz)
1020      @result{} bar
1021 @end group
1022 @end example
1023 @end defun
1025 @cindex void function cell
1026   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1027 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1028 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1029 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1031   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1032 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1033 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1034 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1035 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1037   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1038 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1039 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1041 @defun fboundp symbol
1042 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1043 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1044 is a legitimate function.
1045 @end defun
1047 @defun fmakunbound symbol
1048 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1049 subsequent attempt to access this cell will cause a
1050 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1051 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1053 @example
1054 @group
1055 (defun foo (x) x)
1056      @result{} foo
1057 @end group
1058 @group
1059 (foo 1)
1060      @result{}1
1061 @end group
1062 @group
1063 (fmakunbound 'foo)
1064      @result{} foo
1065 @end group
1066 @group
1067 (foo 1)
1068 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1069 @end group
1070 @end example
1071 @end defun
1073 @defun fset symbol definition
1074 This function stores @var{definition} in the function cell of
1075 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1076 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1077 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1078 argument.
1080 There are three normal uses of this function:
1082 @itemize @bullet
1083 @item
1084 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1085 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1086 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1087 @code{fset}; see @ref{Definition of defalias}.)
1089 @item
1090 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1091 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1092 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1093 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1094 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1095 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1097 @item
1098 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1099 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1100 @code{fset}.
1101 @end itemize
1103 Here are examples of these uses:
1105 @example
1106 @group
1107 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1108 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1109 @end group
1111 @group
1112 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1113 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1114 (fset 'xfirst 'car)
1115      @result{} car
1116 @end group
1117 @group
1118 (xfirst '(1 2 3))
1119      @result{} 1
1120 @end group
1121 @group
1122 (symbol-function 'xfirst)
1123      @result{} car
1124 @end group
1125 @group
1126 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1127      @result{} #<subr car>
1128 @end group
1130 @group
1131 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1132 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1133      @result{} "\^u2\^k"
1134 @end group
1136 @group
1137 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1138 (defun copy-function-definition (new old)
1139   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1140   (fset new (symbol-function old)))
1141 @end group
1142 @end example
1143 @end defun
1145   @code{fset} is sometimes used to save the old definition of a
1146 function before redefining it.  That permits the new definition to
1147 invoke the old definition.  But it is unmodular and unclean for a Lisp
1148 file to redefine a function defined elsewhere.  If you want to modify
1149 a function defined by another package, it is cleaner to use
1150 @code{defadvice} (@pxref{Advising Functions}).
1152 @node Obsolete Functions
1153 @section Declaring Functions Obsolete
1155 You can use @code{make-obsolete} to declare a function obsolete.  This
1156 indicates that the function may be removed at some stage in the future.
1158 @defun make-obsolete obsolete-name current-name &optional when
1159 This function makes the byte compiler warn that the function
1160 @var{obsolete-name} is obsolete.  If @var{current-name} is a symbol, the
1161 warning message says to use @var{current-name} instead of
1162 @var{obsolete-name}.  @var{current-name} does not need to be an alias for
1163 @var{obsolete-name}; it can be a different function with similar
1164 functionality.  If @var{current-name} is a string, it is the warning
1165 message.
1167 If provided, @var{when} should be a string indicating when the function
1168 was first made obsolete---for example, a date or a release number.
1169 @end defun
1171 You can define a function as an alias and declare it obsolete at the
1172 same time using the macro @code{define-obsolete-function-alias}.
1174 @defmac define-obsolete-function-alias obsolete-name current-name &optional when docstring
1175 This macro marks the function @var{obsolete-name} obsolete and also
1176 defines it as an alias for the function @var{current-name}.  It is
1177 equivalent to the following:
1179 @example
1180 (defalias @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{docstring})
1181 (make-obsolete @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{when})
1182 @end example
1183 @end defmac
1185 @node Inline Functions
1186 @section Inline Functions
1187 @cindex inline functions
1189 @findex defsubst
1190 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1191 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1192 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1193 the function's definition is open-coded into the caller.
1195 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1196 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you
1197 change the definition of the function, calls already inlined still use
1198 the old definition until you recompile them.
1200 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1201 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1202 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1203 generally should not make large functions inline.
1205 Also, inline functions do not behave well with respect to debugging,
1206 tracing, and advising (@pxref{Advising Functions}).  Since ease of
1207 debugging and the flexibility of redefining functions are important
1208 features of Emacs, you should not make a function inline, even if it's
1209 small, unless its speed is really crucial, and you've timed the code
1210 to verify that using @code{defun} actually has performance problems.
1212 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1213 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1214 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1215 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1216 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1217 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1218 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1219 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1220 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1222 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1223 following the definition, just like macros.
1225 @node Function Safety
1226 @section Determining whether a Function is Safe to Call
1227 @cindex function safety
1228 @cindex safety of functions
1230 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1231 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1232 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1233 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1234 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1235 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1237 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1238 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1239 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1240 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1241 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1242 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1243 list of buffer-local bindings.
1244 @end defun
1246 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1247 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1248 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1249 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1250 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1251 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1252 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1253 must delete properties from all strings calculated by user code before
1254 inserting them into buffers.
1256 @ignore
1257 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1258 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1259 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1260 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1262 @table @dfn
1263 @item Safe expression
1264 @itemize
1265 @item
1266 An atom or quoted thing.
1267 @item
1268 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1269 safe expressions.
1270 @item
1271 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1272 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1273 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1274 safe.
1275 @item
1276 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1277 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1278 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1279 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1280 @item
1281 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1282 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1283 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1284 bindings.
1285 @item
1286 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1287 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1288 @end itemize
1290 @item Safe function
1291 @itemize
1292 @item
1293 A lambda containing safe expressions.
1294 @item
1295 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1296 @item
1297 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1298 @item
1299 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1300 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1301 Other values will someday indicate functions with classes of side
1302 effects that are not always safe.
1303 @end itemize
1305 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1306 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1307 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1308 functions you write.
1309 @end table
1310 @end ignore
1312 @node Related Topics
1313 @section Other Topics Related to Functions
1315   Here is a table of several functions that do things related to
1316 function calling and function definitions.  They are documented
1317 elsewhere, but we provide cross references here.
1319 @table @code
1320 @item apply
1321 See @ref{Calling Functions}.
1323 @item autoload
1324 See @ref{Autoload}.
1326 @item call-interactively
1327 See @ref{Interactive Call}.
1329 @item commandp
1330 See @ref{Interactive Call}.
1332 @item documentation
1333 See @ref{Accessing Documentation}.
1335 @item eval
1336 See @ref{Eval}.
1338 @item funcall
1339 See @ref{Calling Functions}.
1341 @item function
1342 See @ref{Anonymous Functions}.
1344 @item ignore
1345 See @ref{Calling Functions}.
1347 @item indirect-function
1348 See @ref{Function Indirection}.
1350 @item interactive
1351 See @ref{Using Interactive}.
1353 @item interactive-p
1354 See @ref{Interactive Call}.
1356 @item mapatoms
1357 See @ref{Creating Symbols}.
1359 @item mapcar
1360 See @ref{Mapping Functions}.
1362 @item map-char-table
1363 See @ref{Char-Tables}.
1365 @item mapconcat
1366 See @ref{Mapping Functions}.
1368 @item undefined
1369 See @ref{Functions for Key Lookup}.
1370 @end table
1372 @ignore
1373    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1374 @end ignore