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blobae96f2c5cb810a1668f70dfd6b60d994dde34c93
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include emacsver.texi
6 @copying
7 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
9 Copyright @copyright{} 1993, 2001--2013 Free Software Foundation, Inc.
11 @quotation
12 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
13 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
14 any later version published by the Free Software Foundation; with no
15 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
16 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
17 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
20 modify this GNU manual.''
21 @end quotation
22 @end copying
24 @dircategory Emacs lisp libraries
25 @direntry
26 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
27 @end direntry
29 @finalout
31 @titlepage
32 @sp 6
33 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
34 @sp 4
35 @center For GNU Emacs Lisp
36 @sp 1
37 @center as distributed with Emacs @value{EMACSVER}
38 @sp 5
39 @center Dave Gillespie
40 @center daveg@@synaptics.com
41 @page
42 @vskip 0pt plus 1filll
43 @insertcopying
44 @end titlepage
46 @contents
48 @ifnottex
49 @node Top
50 @top GNU Emacs Common Lisp Emulation
52 @insertcopying
53 @end ifnottex
55 @menu
56 * Overview::             Basics, usage, organization, naming conventions.
57 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}.
58 * Predicates::           Type predicates and equality predicates.
59 * Control Structure::    Assignment, conditionals, blocks, looping.
60 * Macros::               Destructuring, compiler macros.
61 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
62 * Symbols::              Property lists, creating symbols.
63 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
64 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
65 * Lists::                Functions, substitution, sets, associations.
66 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
67 * Assertions::           Assertions and type checking.
69 Appendices
70 * Efficiency Concerns::            Hints and techniques.
71 * Common Lisp Compatibility::      All known differences with Steele.
72 * Porting Common Lisp::            Hints for porting Common Lisp code.
73 * Obsolete Features::              Obsolete features.
74 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
76 Indexes
77 * Function Index::                 An entry for each documented function.
78 * Variable Index::                 An entry for each documented variable.
79 @end menu
81 @node Overview
82 @chapter Overview
84 @noindent
85 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
86 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
87 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
88 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
90 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
91 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
92 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
93 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
94 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
95 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
97 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
98 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
99 implementation of Common Lisp, it adds enough functionality
100 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
102 Some Common Lisp features have been omitted from this package
103 for various reasons:
105 @itemize @bullet
106 @item
107 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
108 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
109 examples of this group.  (The separate package EIEIO implements
110 a subset of CLOS functionality.  @xref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}.)
112 @item
113 Other features cannot be implemented without modification to the
114 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
115 case-insensitive symbols, and complex numbers.
116 This package generally makes no attempt to emulate these features.
118 @end itemize
120 This package was originally written by Dave Gillespie,
121 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
122 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
123 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
124 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
125 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
127 @menu
128 * Usage::                How to use this package.
129 * Organization::         The package's component files.
130 * Naming Conventions::   Notes on function names.
131 @end menu
133 @node Usage
134 @section Usage
136 @noindent
137 This package is distributed with Emacs, so there is no need
138 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
139 that uses features from this package should simply include at
140 the beginning:
142 @example
143 (require 'cl-lib)
144 @end example
146 @noindent
147 You may wish to add such a statement to your init file, if you
148 make frequent use of features from this package.
150 @node Organization
151 @section Organization
153 @noindent
154 The Common Lisp package is organized into four main files:
156 @table @file
157 @item cl-lib.el
158 This is the main file, which contains basic functions
159 and information about the package.  This file is relatively compact.
161 @item cl-extra.el
162 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
163 It is kept separate so that packages which only want to use Common
164 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
165 the overhead of loading the more advanced functions.
167 @item cl-seq.el
168 This file contains most of the advanced functions for operating
169 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
171 @item cl-macs.el
172 This file contains the features that are macros instead of functions.
173 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
174 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
175 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
176 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
177 won't take up memory unless you are compiling.
178 @end table
180 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
181 commands for the functions and macros in the other three files.
182 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
183 will take care of pulling in the other files when they are
184 needed.
186 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
187 this package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
188 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
189 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
190 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
191 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
192 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
193 @samp{cl-} prefix, e.g., @code{incf} in this example.  There are a few
194 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
195 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
196 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
197 suffix, e.g., @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
198 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
199 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
200 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
201 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
202 @xref{Obsolete Features}.
203 @c There is also cl-mapc, which was called cl-mapc even before cl-lib.el.
204 @c But not autoloaded, so maybe not much used?
206 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
207 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
208 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
209 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
210 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
211 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
213 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
214 routines from the older Quiroz @file{cl.el} package that are not otherwise
215 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
216 used in new code.
218 @node Naming Conventions
219 @section Naming Conventions
221 @noindent
222 Except where noted, all functions defined by this package have the
223 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
224 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
226 Internal function and variable names in the package are prefixed
227 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
228 @code{cl-} that were @emph{not} taken from Common Lisp:
230 @example
231 cl-callf           cl-callf2          cl-defsubst
232 cl-letf            cl-letf*
233 @end example
235 @c This is not uninteresting I suppose, but is of zero practical relevance
236 @c to the user, and seems like a hostage to changing implementation details.
237 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
238 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
240 @example
241 cl-evenp           cl-oddp            cl-minusp
242 cl-plusp           cl-endp            cl-subst
243 cl-copy-list       cl-list*           cl-ldiff
244 cl-rest            cl-decf [1]        cl-incf [1]
245 cl-acons           cl-adjoin [2]      cl-pairlis
246 cl-pushnew [1,2]   cl-declaim         cl-proclaim
247 cl-caaar@dots{}cl-cddddr                  cl-first@dots{}cl-tenth
248 cl-mapcar [3]
249 @end example
251 @noindent
252 [1] Only when @var{place} is a plain variable name.
254 @noindent
255 [2] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
256 and @code{:key} is not used.
258 @noindent
259 [3] Only for one sequence argument or two list arguments.
261 @node Program Structure
262 @chapter Program Structure
264 @noindent
265 This section describes features of this package that have to
266 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
267 and the @code{cl-eval-when} construct.
269 @menu
270 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
271 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
272 @end menu
274 @node Argument Lists
275 @section Argument Lists
277 @noindent
278 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
279 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
280 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
281 values for optional arguments, and it provides the additional markers
282 @code{&key} and @code{&aux}.
284 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
285 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
286 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
287 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
289 @defmac cl-defun name arglist body@dots{}
290 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
291 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
292 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
293 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
294 @end defmac
296 @defmac cl-defsubst name arglist body@dots{}
297 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
298 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
299 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
300 This is analogous to the @code{defsubst} form;
301 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
302 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
303 @c For some examples,
304 @c see http://lists.gnu.org/archive/html/emacs-devel/2012-11/msg00009.html
305 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
306 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
307 etc., to be done at compile-time whenever possible.
308 @end defmac
310 @defmac cl-defmacro name arglist body@dots{}
311 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
312 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
313 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
314 described in Steele's book @cite{Common Lisp, the Language}.
315 The @code{&whole} keyword is supported only
316 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
317 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
318 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
319 @var{name}.
320 @end defmac
322 @defmac cl-function symbol-or-lambda
323 This is identical to the regular @code{function} form,
324 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
325 form may use a full Common Lisp argument list.
326 @end defmac
328 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
329 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
330 full Common Lisp argument lists.
332 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
333 order to have access to most CL features in your function.
334 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
335 difference from @code{defun} is its more flexible argument
336 lists and its implicit block.
338 The full form of a Common Lisp argument list is
340 @example
341 (@var{var}@dots{}
342  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})@dots{}
343  &rest @var{var}
344  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})@dots{}
345  &aux (@var{var} @var{initform})@dots{})
346 @end example
348 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
349 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
350 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
352 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
353 These arguments must always be specified in a call to the function;
354 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
355 required arguments are concerned.
357 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
358 arguments may be specified in the function call; if they are not,
359 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
360 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
361 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
362 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
363 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
364 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
365 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
366 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
367 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
368 function to tell whether it was called with no argument, or with
369 the default value passed explicitly as an argument.
371 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
372 more arguments were passed to the function than are accounted for
373 by the required and optional arguments, those extra arguments are
374 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
375 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
376 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
377 macro contexts; this package accepts it all the time.
379 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
380 are optional arguments which are specified by name rather than
381 positionally in the argument list.  For example,
383 @example
384 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
385 @end example
387 @noindent
388 defines a function which may be called with one, two, or more
389 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
390 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
391 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
392 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
393 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
394 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
395 @code{t}.)
397 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
398 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
399 appears more than once in the function call, the first occurrence
400 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
401 to specify keyword arguments without specifying the optional
402 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
403 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
404 @code{2} is not a valid keyword.
406 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
407 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
409 @example
410 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
411 @end example
413 @noindent
415 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
416 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
417 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
418 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
419 function call, like this:
421 @example
422 (bar :a 10 'baz 42)
423 @end example
425 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
426 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
427 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
428 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
429 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
430 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
431 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
432 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
433 in the call.  For example:
435 @example
436 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
437   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
438       (if need (error "Thing not found"))))
439 @end example
441 @noindent
442 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
443 accepts other keyword arguments which are passed on to the
444 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
445 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
446 about each others' keywords in the arguments.
448 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
449 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
450 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
451 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
452 difference between the following two functions, except for a
453 matter of stylistic taste:
455 @example
456 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
457   @var{body})
459 (cl-defun foo (a b)
460   (let ((c (+ a b)) d)
461     @var{body}))
462 @end example
464 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
465 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
466 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
467 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
468 example) can be replaced by a list of variables, or more generally,
469 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
470 be a list whose elements match this recursive argument list.
471 For example:
473 @example
474 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
475                    &rest body)
476   @dots{})
477 @end example
479 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
480 of two or three items; if there are other arguments as well as this
481 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
482 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
483 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
484 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
485 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
486 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
487 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
488 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
489 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
490 support this usage.)
492 One last feature of destructuring is that the argument list may be
493 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
494 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
496 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
497 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
498 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
499 argument lists are rigorously checked.
501 @node Time of Evaluation
502 @section Time of Evaluation
504 @noindent
505 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
506 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
507 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
508 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
509 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
510 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
511 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
512 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
513 macros that are defined.
515 @defmac cl-eval-when (situations@dots{}) forms@dots{}
516 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
517 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
518 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
519 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
520 and @code{:execute}).
522 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
523 whether or not it is being compiled as a top-level form.
524 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
525 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
526 or buffers of code, and it appears either literally at the
527 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
529 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
530 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
531 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
532 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
534 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
535 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
536 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
537 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
538 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
539 (ignoring the body @var{forms}) if not.
541 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
542 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
543 some gruesome examples).
545 Some simple examples:
547 @example
548 ;; Top-level forms in foo.el:
549 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
550 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
551 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
552 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
553 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
554 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
555 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
556 @end example
558 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
559 the compilation itself:
561 @example
562 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
563 @end example
565 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
567 @example
568 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
569 @end example
571 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
572 be set:
574 @example
575 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
576 @end example
578 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
579 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
580 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
582 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
583 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
584 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
585 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
586 (compile load eval) @dots{})}.
587 @end defmac
589 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
590 @xref{Eval During Compile,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
591 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
592 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
594 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
595 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})}.
597 @defmac eval-when-compile forms@dots{}
598 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
599 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
600 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
601 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
602 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
603 or other reasons.
605 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
606 @end defmac
608 @defmac cl-load-time-value form
609 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
610 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
612 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
613 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
614 and gave it more well-defined semantics.
616 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
617 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
618 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
619 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
620 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
621 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
622 act exactly like @code{progn}.
624 @example
625 (defun report ()
626   (insert "This function was executed on: "
627           (current-time-string)
628           ", compiled on: "
629           (eval-when-compile (current-time-string))
630           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
631           ", and loaded on: "
632           (cl-load-time-value (current-time-string))))
633 @end example
635 @noindent
636 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
637 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
639 @example
640 (setq --temp-- (current-time-string))
641 (defun report ()
642   (insert "This function was executed on: "
643           (current-time-string)
644           ", compiled on: "
645           '"Wed Oct 31 16:32:28 2012"
646           ", and loaded on: "
647           --temp--))
648 @end example
649 @end defmac
651 @node Predicates
652 @chapter Predicates
654 @noindent
655 This section describes functions for testing whether various
656 facts are true or false.
658 @menu
659 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
660 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
661 @end menu
663 @node Type Predicates
664 @section Type Predicates
666 @defun cl-typep object type
667 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
668 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
669 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
670 @end defun
672 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
673 or a list beginning with a symbol.
675 @itemize @bullet
676 @item
677 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
678 symbol name to form the name of a predicate function for testing
679 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
680 than @samp{-p} are used when appropriate.)
682 @item
683 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
684 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
685 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
686 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
688 @item
689 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
690 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
691 @code{(null @var{object})}.
693 @item
694 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
695 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
696 @code{(atom @var{object})}.
698 @item
699 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
700 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
702 @item
703 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
704 integers in the range from 0 to 255.
706 @c No longer relevant, so covered by first item above (float -> floatp).
707 @ignore
708 @item
709 The type symbol @code{float} uses the @code{cl-floatp-safe} predicate
710 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
711 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
712 @end ignore
714 @item
715 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
716 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
717 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
718 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
719 is thus equivalent to @code{integer}.
721 @item
722 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
723 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
724 range.
726 @item
727 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
728 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
729 represents all objects that are integers or non-negative floats.
731 @item
732 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
733 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
734 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
735 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
737 @item
738 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
739 all objects for which @var{predicate} returns true when called
740 with that object as an argument.
741 @end itemize
743 The following function and macro (not technically predicates) are
744 related to @code{cl-typep}.
746 @defun cl-coerce object type
747 This function attempts to convert @var{object} to the specified
748 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
749 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
750 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
751 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
752 converted to that type if possible.  If @var{type} is
753 @code{character}, then strings of length one and symbols with
754 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
755 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
756 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
757 error.
758 @end defun
760 @defmac cl-deftype name arglist forms@dots{}
761 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
762 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
763 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
764 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
765 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
766 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}
767 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
768 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
769 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
770 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
771 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
772 default.  Some examples:
774 @example
775 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
776 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
777 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
778   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
779 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
780 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
781 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
782 @end example
784 @noindent
785 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
786 type specifier could be implemented if desired; this package does
787 not implement @code{unsigned-byte} by default.
788 @end defmac
790 The @code{cl-typecase} (@pxref{Conditionals}) and @code{cl-check-type}
791 (@pxref{Assertions}) macros also use type names.  The @code{cl-map},
792 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
793 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
795 @node Equality Predicates
796 @section Equality Predicates
798 @noindent
799 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
801 @defun cl-equalp a b
802 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
803 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
804 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
805 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
806 objects are compared as if by @code{equal}.
808 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
809 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
810 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
811 in this package since Emacs does not distinguish between integers
812 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
813 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
814 not compare strings against vectors of integers.
815 @end defun
817 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
818 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
819 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
820 In Emacs, use @code{memq} (or @code{cl-member}) and @code{assq} (or
821 @code{cl-assoc}) to get functions which use @code{eql} for comparisons.
823 @node Control Structure
824 @chapter Control Structure
826 @noindent
827 The features described in the following sections implement
828 various advanced control structures, including extensions to the
829 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
830 constructs.
832 @menu
833 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
834 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
835 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{cl-flet}, @code{cl-macrolet}.
836 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
837 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
838 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
839 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{loop} macro.
840 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
841 @end menu
843 @node Assignment
844 @section Assignment
846 @noindent
847 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
848 assignments are done in parallel rather than sequentially.
850 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
851 This special form (actually a macro) is used to assign to several
852 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
853 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
854 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
855 and then stores the corresponding variables afterwards.
857 @example
858 (setq x 2 y 3)
859 (setq x (+ x y)  y (* x y))
861      @result{} 5
862 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
863      @result{} 15
864 (setq x 2 y 3)
865 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
867      @result{} 5
868 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
869      @result{} 6
870 @end example
872 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
873 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
874 provides an even more convenient way to swap two variables;
875 @pxref{Modify Macros}.)
877 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
878 @end defmac
880 @node Generalized Variables
881 @section Generalized Variables
883 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
884 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
885 form is a regular Lisp variable.  But the @sc{car}s and @sc{cdr}s of lists,
886 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
887 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
888 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
889 This package provides several additional features related to
890 generalized variables.
892 @menu
893 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
894 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{cl-letf}, @code{cl-callf}, etc.
895 @end menu
897 @node Setf Extensions
898 @subsection Setf Extensions
900 Several standard (e.g., @code{car}) and Emacs-specific
901 (e.g., @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
902 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
904 @itemize
905 @item
906 Functions from this package:
907 @example
908 cl-rest        cl-subseq      cl-get         cl-getf
909 cl-caaar@dots{}cl-cddddr          cl-first@dots{}cl-tenth
910 @end example
912 @noindent
913 Note that for @code{cl-getf} (as for @code{nthcdr}), the list argument
914 of the function must itself be a valid @var{place} form.
916 @item
917 General Emacs Lisp functions:
918 @example
919 buffer-file-name                   getenv
920 buffer-modified-p                  global-key-binding
921 buffer-name                        local-key-binding
922 buffer-string                      mark
923 buffer-substring                   mark-marker
924 current-buffer                     marker-position
925 current-case-table                 mouse-position
926 current-column                     point
927 current-global-map                 point-marker
928 current-input-mode                 point-max
929 current-local-map                  point-min
930 current-window-configuration       read-mouse-position
931 default-file-modes                 screen-height
932 documentation-property             screen-width
933 face-background                    selected-window
934 face-background-pixmap             selected-screen
935 face-font                          selected-frame
936 face-foreground                    standard-case-table
937 face-underline-p                   syntax-table
938 file-modes                         visited-file-modtime
939 frame-height                       window-height
940 frame-parameters                   window-width
941 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
942 frame-width                        x-get-selection
943 get-register
944 @end example
946 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
947 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
948 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
949 sequences of code when they are used with @code{setf}
950 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
952 @item
953 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
954 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
955 current value is a string, and where the value stored is also a
956 string.  The new string is spliced into the specified part of the
957 destination string.  For example:
959 @example
960 (setq a (list "hello" "world"))
961      @result{} ("hello" "world")
962 (cadr a)
963      @result{} "world"
964 (substring (cadr a) 2 4)
965      @result{} "rl"
966 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
967      @result{} "o"
968 (cadr a)
969      @result{} "wood"
971      @result{} ("hello" "wood")
972 @end example
974 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
975 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
977 @c FIXME?  Also `eq'? (see cl-lib.el)
979 @c Currently commented out in cl.el.
980 @ignore
981 @item
982 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
983 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
984 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
985 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
986 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
987 only interesting when used with places you define yourself with
988 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
989 @xref{Obsolete Setf Customization}.
990 @end ignore
992 @c FIXME?  Is this still true?
993 @item
994 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
995 is applied to the resulting form.
996 @end itemize
998 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
999 @c Contrast with the cl-incf example later on.
1000 @c Here it really only serves as a contrast to wrong-order.
1001 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1002 the proper left-to-right order; for example,
1004 @example
1005 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
1006 @end example
1008 @noindent
1009 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
1010 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1011 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1012 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1013 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1014 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1015 order.)
1017 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1018 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1019 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1021 @example
1022 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1023 @end example
1025 @noindent
1026 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1027 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1028 to @code{wrong-order}.
1030 @node Modify Macros
1031 @subsection Modify Macros
1033 @noindent
1034 This package defines a number of macros that operate on generalized
1035 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1036 is just a variable name.
1038 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1039 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1040 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1041 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1042 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1043 all the assignments are done (in an undefined order).
1044 @end defmac
1046 @defmac cl-incf place &optional x
1047 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1048 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1049 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1050 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1052 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1053 of evaluation.  For example,
1055 @example
1056 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1057 @end example
1059 @noindent
1060 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1061 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1062 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1063 ``obvious'' expansion,
1065 @example
1066 (setf (aref vec (cl-incf i))
1067       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1068 @end example
1070 @noindent
1071 but rather to something more like
1073 @example
1074 (let ((temp (cl-incf i)))
1075   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1076 @end example
1078 @noindent
1079 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1080 the other generalized-variable macros.
1082 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1083 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1084 @code{(forward-char @var{n})}.
1085 @end defmac
1087 @defmac cl-decf place &optional x
1088 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1089 by @var{x} if specified.
1090 @end defmac
1092 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1093 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1094 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1095 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1096 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1097 @xref{Lists as Sets}.
1098 @end defmac
1100 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1101 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1102 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1103 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1104 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1105 @var{d})} is equivalent to
1107 @example
1108 (prog1
1109     @var{a}
1110   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1111             @var{b} @var{c}
1112             @var{c} @var{d}))
1113 @end example
1115 @noindent
1116 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1117 evaluated only once each and in the apparent order.
1118 @end defmac
1120 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1121 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1122 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1124 @example
1125 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1126           @var{b} @var{c}
1127           @var{c} @var{d}
1128           @var{d} @var{a})
1129 @end example
1131 @noindent
1132 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1133 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1134 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1135 @end defmac
1137 The following macros were invented for this package; they have no
1138 analogues in Common Lisp.
1140 @defmac cl-letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1141 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1142 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1143 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1144 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1145 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1146 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1147 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1148 error.
1150 For example,
1152 @example
1153 (cl-letf (((point) (point-min))
1154           (a 17))
1155      @dots{})
1156 @end example
1158 @noindent
1159 moves point in the current buffer to the beginning of the buffer,
1160 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1161 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1162 is set back to its original value and point is moved back to its
1163 original position.
1165 Note that @code{cl-letf} on @code{(point)} is not quite like a
1166 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1167 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1168 a @code{cl-letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1169 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1170 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1171 marker as the stored value.)
1173 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1174 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1175 be ambiguous in @code{cl-letf} and is not allowed.
1177 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1178 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1179 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1180 on entry to the body, and the only effect of the @code{cl-letf} is
1181 to restore the original value of @var{place} afterwards.
1182 @c I suspect this may no longer be true; either way it's
1183 @c implementation detail and so not essential to document.
1184 @ignore
1185 (The redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1186 @var{place})} example does not actually occur.)
1187 @end ignore
1189 Note that in this case, and in fact almost every case, @var{place}
1190 must have a well-defined value outside the @code{cl-letf} body.
1191 There is essentially only one exception to this, which is @var{place}
1192 a plain variable with a specified @var{value} (such as @code{(a 17)}
1193 in the above example).
1194 @c See http://debbugs.gnu.org/12758
1195 @c Some or all of this was true for cl.el, but not for cl-lib.el.
1196 @ignore
1197 The only exceptions are plain variables and calls to
1198 @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.  If the symbol is not
1199 bound on entry, it is simply made unbound by @code{makunbound} or
1200 @code{fmakunbound} on exit.
1201 @end ignore
1203 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1204 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1205 @end defmac
1207 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1208 This macro is to @code{cl-letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1209 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1210 @end defmac
1212 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1213 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1214 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1215 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1216 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1217 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1218 Some more examples:
1220 @example
1221 (cl-callf abs my-number)
1222 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1223 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1224 @end example
1226 Note again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1227 @end defmac
1229 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1230 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1231 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1232 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1233 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1234 @end defmac
1236 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1237 blocks for other macros like @code{cl-incf}, and @code{cl-pushnew}.
1238 The @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} macros are used in the processing
1239 of symbol macros; @pxref{Macro Bindings}.
1242 @node Variable Bindings
1243 @section Variable Bindings
1245 @noindent
1246 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1247 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1249 @xref{Modify Macros}, for the @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} forms which
1250 are also related to variable bindings.
1252 @menu
1253 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1254 * Function Bindings::    @code{cl-flet} and @code{cl-labels}.
1255 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1256 @end menu
1258 @node Dynamic Bindings
1259 @subsection Dynamic Bindings
1261 @noindent
1262 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1263 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1264 bind variables whose names are computed at run-time.
1266 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1267 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1268 set of variables computed at run-time.  The expressions
1269 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1270 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1271 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1272 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1273 are bound to @code{nil}.
1274 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1275 are ignored.
1276 @end defmac
1278 @node Function Bindings
1279 @subsection Function Bindings
1281 @noindent
1282 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1283 of variables.
1285 @defmac cl-flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1286 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1287 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1288 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1289 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1290 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1291 accordingly for the duration of the body of the @code{cl-flet}; then
1292 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1294 You can use @code{cl-flet} to disable or modify the behavior of
1295 functions (including Emacs primitives) in a temporary, localized fashion.
1296 (Compare this with the idea of advising functions.
1297 @xref{Advising Functions,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
1299 The bindings are lexical in scope.  This means that all references to
1300 the named functions must appear physically within the body of the
1301 @code{cl-flet} form.
1303 Functions defined by @code{cl-flet} may use the full Common Lisp
1304 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1305 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1306 @xref{Program Structure}.
1308 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1309 differently.  In particular, its binding is dynamic rather than
1310 lexical.  @xref{Obsolete Macros}.
1311 @end defmac
1313 @defmac cl-labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1314 The @code{cl-labels} form is like @code{cl-flet}, except that
1315 the function bindings can be recursive.  The scoping is lexical,
1316 but you can only capture functions in closures if
1317 @code{lexical-binding} is @code{t}.
1318 @xref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and
1319 @ref{Using Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
1321 Lexical scoping means that all references to the named
1322 functions must appear physically within the body of the
1323 @code{cl-labels} form.  References may appear both in the body
1324 @var{forms} of @code{cl-labels} itself, and in the bodies of
1325 the functions themselves.  Thus, @code{cl-labels} can define
1326 local recursive functions, or mutually-recursive sets of functions.
1328 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1329 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1330 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1332 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1333 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1334 @end defmac
1336 @node Macro Bindings
1337 @subsection Macro Bindings
1339 @noindent
1340 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1342 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1343 This form is analogous to @code{cl-flet}, but for macros instead of
1344 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1345 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1346 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1347 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1349 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is always lexically
1350 scoped.  The @code{cl-macrolet} binding will
1351 affect only calls that appear physically within the body
1352 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1353 body.
1354 @end defmac
1356 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1357 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1358 like variable references rather than function calls.  Each
1359 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1360 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1361 replaced by @var{expansion}.
1363 @example
1364 (setq bar '(5 . 9))
1365 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1366   (cl-incf foo))
1368      @result{} (6 . 9)
1369 @end example
1371 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1372 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1373 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1375 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1376 treated like a @code{cl-letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1377 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1378 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1379 such shadowing does not occur, even when @code{lexical-binding} is
1380 @c See http://debbugs.gnu.org/12119
1381 @code{t}.  (This behavior predates the addition of lexical binding to
1382 Emacs Lisp, and may change in future to respect @code{lexical-binding}.)
1383 At present in this package, only @code{lexical-let} and
1384 @code{lexical-let*} will shadow a symbol macro.  @xref{Obsolete
1385 Lexical Binding}.
1387 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1388 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1389 expansion of another macro:
1391 @example
1392 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1393   (let ((var (cl-gensym)))
1394     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1395           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1396                     (list (list x (list 'car var)))
1397                     body))))
1399 (setq mylist '(1 2 3 4))
1400 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1401 mylist
1402      @result{} (2 3 4 5)
1403 @end example
1405 @noindent
1406 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1407 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1408 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1409 shown here expands to
1411 @example
1412 (cl-loop for G1234 on mylist do
1413       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1414         (cl-incf x)))
1415 @end example
1417 @noindent
1418 which in turn expands to
1420 @example
1421 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1422 @end example
1424 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1425 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1426 works much like @code{my-dolist}.
1427 @end defmac
1429 @node Conditionals
1430 @section Conditionals
1432 @noindent
1433 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1434 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1436 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1437 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1438 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1439 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1440 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1441 of the form
1443 @example
1444 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1445 @end example
1447 @noindent
1448 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1449 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1450 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1451 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1452 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1453 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1454 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1455 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1456 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1457 enclose the symbol in a list.)
1459 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1460 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1461 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1463 @example
1464 (cl-case (read-char)
1465   (?a (do-a-thing))
1466   (?b (do-b-thing))
1467   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1468   (t (do-other-thing)))
1469 @end example
1470 @end defmac
1472 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1473 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1474 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1475 simply returning @code{nil}.
1476 @end defmac
1478 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1479 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1480 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1481 @samp{(@var{type} @var{body}@dots{})}.  @xref{Type Predicates},
1482 for a description of type specifiers.  For example,
1484 @example
1485 (cl-typecase x
1486   (integer (munch-integer x))
1487   (float (munch-float x))
1488   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1489   (t (munch-anything x)))
1490 @end example
1492 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1493 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1494 several types, use an @code{(or @dots{})} type specifier.
1495 @end defmac
1497 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1498 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1499 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1500 simply returning @code{nil}.
1501 @end defmac
1503 @node Blocks and Exits
1504 @section Blocks and Exits
1506 @noindent
1507 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1508 similar to @code{catch} and @code{throw}, with lexical scoping.
1509 This package actually implements @code{cl-block}
1510 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1511 byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1512 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1514 @defmac cl-block name forms@dots{}
1515 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1516 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1517 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1518 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1519 a @code{cl-return-from} occurs.
1521 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1522 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1523 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1524 (such as quoted symbols) that evaluate to a tag at run-time; and
1525 also that blocks are always lexically scoped.
1526 In a dynamically scoped @code{catch}, functions called from the
1527 @code{catch} body can also @code{throw} to the @code{catch}.  This
1528 is not an option for @code{cl-block}, where
1529 the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1530 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1531 They may not appear within other called functions, although they may
1532 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1533 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1535 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1536 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1537 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1538 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1539 forms, which do create the implicit block.
1541 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1542 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1543 just as in Common Lisp.
1545 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp's @code{catch}
1546 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1547 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1548 the byte compiler will optimize away the @code{catch}
1549 if the block does
1550 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1551 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1552 functions that don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1553 support it.
1554 @end defmac
1556 @defmac cl-return-from name [result]
1557 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1558 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1559 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1560 Otherwise, @code{nil} is returned.
1561 @end defmac
1563 @defmac cl-return [result]
1564 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1565 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1566 themselves in @code{nil} blocks.
1567 @end defmac
1569 @node Iteration
1570 @section Iteration
1572 @noindent
1573 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1574 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic loop forms
1575 (@pxref{Iteration,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
1577 @defmac cl-loop forms@dots{}
1578 This package supports both the simple, old-style meaning of
1579 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1580 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1581 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1582 The simple form of @code{loop} is described here.
1584 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1585 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1586 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1587 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1589 @example
1590 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1591 @end example
1593 @noindent
1594 is exactly equivalent to
1596 @example
1597 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1598 @end example
1600 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1601 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1602 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1603 in the above notation would simply access and throw away the
1604 value of a variable.)
1605 @end defmac
1607 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1608 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1609 of the form
1611 @example
1612 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1613 @end example
1615 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1616 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1617 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1618 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1619 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1620 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1621 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1622 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1623 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1625 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1626 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1627 loop at any time.
1629 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1630 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1631 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1632 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1633 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1634 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1635 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1636 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1637 @code{let}.
1639 This example (from Steele) illustrates a loop that applies the
1640 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1641 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1642 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1643 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1644 the rest of the loop.
1646 @example
1647 (cl-do ((x foo (cdr x))
1648         (y bar (cdr y))
1649         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1650      ((or (null x) (null y))
1651       (nreverse z)))
1652 @end example
1653 @end defmac
1655 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1656 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1657 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1658 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1659 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1661 Here is another way to write the above loop:
1663 @example
1664 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1665          (yp bar (cdr yp))
1666          (x (car xp) (car xp))
1667          (y (car yp) (car yp))
1668          z)
1669   ((or (null xp) (null yp))
1670    (nreverse z))
1671   (push (f x y) z))
1672 @end example
1673 @end defmac
1675 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1676 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dolist},
1677 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1678 @end defmac
1680 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1681 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dotimes},
1682 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1683 The body is executed with @var{var} bound to the integers
1684 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1685 @c FIXME lispref does not state this part explicitly, could move this there.
1686 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1687 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1688 to get the return value for the loop form.
1689 @end defmac
1691 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1692 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1693 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1694 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1695 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1696 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1697 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1698 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1699 @end defmac
1701 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1702 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1703 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1704 @end defmac
1706 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1707 iterating over vectors or lists.
1709 @node Loop Facility
1710 @section Loop Facility
1712 @noindent
1713 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs was
1714 that they were either too simple and limited, such as @code{dotimes}
1715 or @code{while}, or too unreadable and obscure, like Common Lisp's
1716 @code{do} loop.
1718 To remedy this, Common Lisp added a construct called the ``Loop
1719 Facility'' or ``@code{loop} macro'', with an easy-to-use but very
1720 powerful and expressive syntax.
1722 @menu
1723 * Loop Basics::           The @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1724 * Loop Examples::         Working examples of the @code{cl-loop} macro.
1725 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1726 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1727 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1728 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1729 @end menu
1731 @node Loop Basics
1732 @subsection Loop Basics
1734 @noindent
1735 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1736 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1737 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1738 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1740 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1741 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1742 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1744 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1745 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1746 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1747 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1748 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1749 specify initializations, such as the binding of temporary
1750 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1751 and final cleanup.
1753 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1754 loop:
1756 @example
1757 (loop @var{name-clause}
1758       @var{var-clauses}@dots{}
1759       @var{action-clauses}@dots{})
1760 @end example
1762 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1763 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1764 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1765 variables should be bound during the loop, and how they should
1766 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1767 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1768 as computing, collecting, and returning values.
1770 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1771 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1772 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1773 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1774 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1776 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1777 them to return a value by using an accumulation clause like
1778 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1779 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1780 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1781 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1782 break out of the loop.)
1783 @end defmac
1785 The following sections give some examples of the loop macro in
1786 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1787 Consult the second edition of Steele for additional discussion
1788 and examples.
1790 @node Loop Examples
1791 @subsection Loop Examples
1793 @noindent
1794 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1795 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1796 language.
1798 @example
1799 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1800          collect (buffer-file-name buf))
1801 @end example
1803 @noindent
1804 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1805 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1806 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1807 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
1808 The result is a list of the file names of all the buffers in
1809 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
1810 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
1812 @example
1813 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
1814 @end example
1816 @noindent
1817 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
1818 current buffer.
1820 @example
1821 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
1822 @end example
1824 @noindent
1825 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
1826 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
1827 the loop exits immediately.
1829 @example
1830 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
1831 @end example
1833 @noindent
1834 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
1835 is always called at least once.
1837 @example
1838 (cl-loop for x from 1 to 100
1839          for y = (* x x)
1840          until (>= y 729)
1841          finally return (list x (= y 729)))
1842 @end example
1844 @noindent
1845 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
1846 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
1847 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
1848 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
1849 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
1850 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
1851 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
1852 clause gives a condition for terminating the loop, and the
1853 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
1854 (This particular example was written less concisely than it
1855 could have been, just for the sake of illustration.)
1857 Note that even though this loop contains three clauses (two
1858 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
1859 define loops all by themselves, it still creates a single loop
1860 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
1861 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
1863 @node For Clauses
1864 @subsection For Clauses
1866 @noindent
1867 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
1868 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
1869 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
1870 and usually an end condition based on those variables.
1872 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
1873 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
1874 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
1875 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
1876 the type of iteration; in this package both @code{being} and
1877 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
1878 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
1879 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
1880 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
1881 is purely a matter of style.
1883 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
1885 @example
1886 (setq i 'happy)
1887 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
1889      @result{} happy
1890 @end example
1892 @table @code
1893 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
1894 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
1895 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
1896 term so that the clause is marked as a counting clause.
1898 The three expressions are the starting value, the ending value, and
1899 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
1900 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
1901 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
1902 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
1903 counts forever without stopping (unless stopped by some other
1904 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
1905 counts in steps of one.
1907 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
1908 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
1909 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
1910 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
1911 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
1912 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
1913 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
1914 that they are exclusive rather than inclusive limits:
1916 @example
1917 (cl-loop for x to 10 collect x)
1918         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
1919 (cl-loop for x below 10 collect x)
1920         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
1921 @end example
1923 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
1924 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
1925 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
1926 itself.
1928 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
1929 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
1930 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
1931 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
1932 function taking one argument.  For example:
1934 @example
1935 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
1936         @result{} (1 4 9 16 25 36)
1937 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
1938         @result{} (1 9 25)
1939 @end example
1941 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
1942 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
1944 @example
1945 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
1946         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
1947 @end example
1949 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
1950 must be a list.  For example:
1952 @example
1953 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
1954 @end example
1956 @noindent
1957 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
1958 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
1959 @var{x} was the last animal in the sequence.
1961 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
1962 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
1963 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
1964 rather than just a temporary variable.  For example,
1966 @example
1967 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
1968 @end example
1970 @noindent
1971 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
1972 is an extension to standard Common Lisp.
1974 @item for @var{var} across @var{array}
1975 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
1976 which may be a vector or a string.
1978 @example
1979 (cl-loop for x across "aeiou"
1980          do (use-vowel (char-to-string x)))
1981 @end example
1983 @item for @var{var} across-ref @var{array}
1984 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
1985 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
1987 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
1988 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
1989 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
1990 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
1991 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
1992 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
1993 the successive indices (starting at 0) of the elements.
1995 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
1996 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence @dots{})}
1997 term of the older macros is not supported.
1999 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2000 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2001 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2003 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2004 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2005 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2006 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2007 an unspecified order.
2009 As an example,
2011 @example
2012 (cl-loop for sym being the symbols
2013          when (fboundp sym)
2014          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2015          collect sym)
2016 @end example
2018 @noindent
2019 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2021 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2022 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2024 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2025 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2026 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2027 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2028 one of these types of clauses with other clauses like @code{for @dots{} to}
2029 or @code{while}.
2031 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2032 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2033 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2034 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2035 a second variable to the opposite part.
2037 @example
2038 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2039                using (hash-values v)
2040          do
2041          (message "key %S -> value %S" k v))
2042 @end example
2044 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2045 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2046 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2047 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2048 (parent) keymaps.
2049 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2050 together.
2052 @example
2053 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2054                using (key-bindings b)
2055          do
2056          (message "key %S -> binding %S" c b))
2057 @end example
2060 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2061 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2062 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2063 vectors.  The strings or vectors
2064 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2065 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings @dots{})}
2066 clause to get the command bindings as well.
2068 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2069 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2070 (the clause @code{extents} is synonymous
2071 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2072 buffer is used.
2073 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2074 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2075 overlap the specified region.
2077 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2078 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2079 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2080 of start and end positions, where one start position is always equal
2081 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2082 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2083 term restricts the search to just the specified property.  The
2084 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2086 @item for @var{var} being the frames
2087 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2088 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2089 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2091 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2092 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2093 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2094 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2095 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2096 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2097 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2098 @code{walk-windows} instead.
2100 @item for @var{var} being the buffers
2101 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2102 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2104 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2105 This clause does a general iteration.  The first time through
2106 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2107 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2108 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2109 these two loops are effectively the same:
2111 @example
2112 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do @dots{})
2113 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do @dots{})
2114 @end example
2116 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2117 of terminating condition; the above example combines it with a
2118 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2120 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2121 the initial setting and for successive settings:
2123 @example
2124 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2125 @end example
2127 @noindent
2128 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2129 function until it gets a positive one, which it then returns.
2130 @end table
2132 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2133 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2134 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2135 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2136 and @code{cl-psetq}).
2138 @example
2139 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2140         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2141 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2142         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2143 @end example
2145 @noindent
2146 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2147 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2148 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2149 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2150 through the loop.
2152 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @emph{destructuring},
2153 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}
2154 (@pxref{Argument Lists}).
2155 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2156 of variables instead of a single variable.  The values produced
2157 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2158 stored in the corresponding variables.
2160 @example
2161 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2162         @result{} (5 9 13)
2163 @end example
2165 In loop destructuring, if there are more values than variables
2166 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2167 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2168 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2169 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2170 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2171 to process an alist
2173 @example
2174 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2175          collect value)
2176         @result{} (1 2)
2177 @end example
2179 @node Iteration Clauses
2180 @subsection Iteration Clauses
2182 @noindent
2183 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2184 that control the way the loop operates.  They might be used by
2185 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2187 @table @code
2188 @item repeat @var{integer}
2189 This clause simply counts up to the specified number using an
2190 internal temporary variable.  The loops
2192 @example
2193 (cl-loop repeat (1+ n) do @dots{})
2194 (cl-loop for temp to n do @dots{})
2195 @end example
2197 @noindent
2198 are identical except that the second one forces you to choose
2199 a name for a variable you aren't actually going to use.
2201 @item while @var{condition}
2202 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2203 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2204 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2205 that surrounds the second one:
2207 @example
2208 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2209 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2210 @end example
2212 @item until @var{condition}
2213 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2214 i.e., non-@code{nil}.
2216 @item always @var{condition}
2217 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2218 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2219 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2220 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2222 @example
2223 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2224     (some-big-sizes)
2225   (no-big-sizes))
2226 @end example
2228 @item never @var{condition}
2229 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2230 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2232 @item thereis @var{condition}
2233 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2234 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2235 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2236 @end table
2238 @node Accumulation Clauses
2239 @subsection Accumulation Clauses
2241 @noindent
2242 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2243 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2244 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2246 @table @code
2247 @item collect @var{form}
2248 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2249 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2251 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2252 likewise for the other accumulation clauses.
2254 @item append @var{form}
2255 This clause collects lists of values into a result list using
2256 @code{append}.
2258 @item nconc @var{form}
2259 This clause collects lists of values into a result list by
2260 destructively modifying the lists rather than copying them.
2262 @item concat @var{form}
2263 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2264 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2265 standard Common Lisp.)
2267 @item vconcat @var{form}
2268 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2269 into a vector.
2271 @item count @var{form}
2272 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2273 evaluates to a non-@code{nil} value.
2275 @item sum @var{form}
2276 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2277 @var{form}, which must evaluate to a number.
2279 @item maximize @var{form}
2280 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2281 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2282 @code{maximize} is executed zero times.
2284 @item minimize @var{form}
2285 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2286 @end table
2288 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2289 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2290 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2291 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2292 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2293 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2294 the accumulated result.
2296 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2297 accumulate into the same place.  From Steele:
2299 @example
2300 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2301          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2302          collect name
2303          append kids)
2304         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2305 @end example
2307 @node Other Clauses
2308 @subsection Other Clauses
2310 @noindent
2311 This section describes the remaining loop clauses.
2313 @table @code
2314 @item with @var{var} = @var{value}
2315 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2316 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2317 loops are basically equivalent:
2319 @example
2320 (cl-loop with x = 17 do @dots{})
2321 (let ((x 17)) (cl-loop do @dots{}))
2322 (cl-loop for x = 17 then x do @dots{})
2323 @end example
2325 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2326 in the rest of the loop.  For example:
2328 @example
2329 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2330          finally return res)
2331 @end example
2333 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2334 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2335 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2336 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2337 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2338 front of @code{res} rather than the end.
2340 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2341 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2342 unnecessary.)
2344 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2345 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2346 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2347 @code{let} instead.
2349 @item if @var{condition} @var{clause}
2350 This clause executes the following loop clause only if the specified
2351 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2352 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2353 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2354 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2355 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2356 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2357 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2359 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2360 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2362 @example
2363 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2364      @result{} (6 13 -1)
2365 (cl-loop for x below 10
2366          if (cl-oddp x)
2367            collect x into odds
2368            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2369          else
2370            collect x into evens
2371          finally return (vector odds evens))
2372         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2373 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2374      @result{} (6 7 13 -1)
2375 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2376         @result{} (13 -1)
2377 @end example
2379 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2380 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2381 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2382 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2383 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2384 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2385 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2386 returns early; the actual returned value is based on the result
2387 of the @code{memq} call.
2389 @item when @var{condition} @var{clause}
2390 This clause is just a synonym for @code{if}.
2392 @item unless @var{condition} @var{clause}
2393 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2394 sense of the condition is reversed.
2396 @item named @var{name}
2397 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2398 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2399 used as the block name.
2401 @item initially [do] @var{forms}@dots{}
2402 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2403 executed before the loop itself begins (but after any variables
2404 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2405 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2406 if there are several, they are executed in the order they appear
2407 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2409 @item finally [do] @var{forms}@dots{}
2410 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2411 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2412 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2413 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2414 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2416 @item finally return @var{form}
2417 This says that @var{form} should be executed after the loop
2418 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2419 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2420 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2421 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2422 is executed.
2424 @item do @var{forms}@dots{}
2425 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2426 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2427 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2428 @code{do}.
2430 @item return @var{form}
2431 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2432 Lisp form is evaluated to give the return value of the loop
2433 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2434 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2435 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2436 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2438 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2439 @samp{do (cl-return @var{form})} (or @code{cl-return-from} if the loop
2440 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2441 efficiently, though.
2442 @end table
2444 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop},
2445 this package does offer two properties called @code{cl-loop-handler}
2446 and @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when a
2447 given symbol is encountered as a top-level loop clause or @code{for}
2448 clause, respectively.  Consult the source code in file
2449 @file{cl-macs.el} for details.
2451 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2452 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2453 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses that
2454 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2455 buffers are Emacs-specific extensions.
2457 @node Multiple Values
2458 @section Multiple Values
2460 @noindent
2461 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2462 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2463 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2464 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2465 than one value either return just the first value (as in
2466 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values.
2467 This package @emph{does} define placeholders
2468 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2469 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2470 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2471 in Emacs.
2473 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2474 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2475 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2476 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2477 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2478 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2479 values, the excess values are ignored.
2480 @end defmac
2482 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2483 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2484 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2485 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2486 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2487 @end defmac
2489 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2490 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2492 @node Macros
2493 @chapter Macros
2495 @noindent
2496 This package implements the various Common Lisp features of
2497 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2498 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2499 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2500 @xref{Argument Lists}.
2502 Destructuring is made available to the user by way of the
2503 following macro:
2505 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2506 This macro expands to code that executes @var{forms}, with
2507 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2508 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2509 the features allowed for @code{cl-defmacro} argument lists,
2510 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2511 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2512 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2513 or with incorrect keyword arguments.
2514 @end defmac
2516 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2517 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2518 optimizations for your functions.
2520 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2521 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2522 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2523 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2524 @code{macroexpand} function.
2526 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2527 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2528 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2529 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2530 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2531 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2532 function, leaving complicated cases alone.
2534 For example, here is a simplified version of a definition that
2535 appears as a standard part of this package:
2537 @example
2538 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2539      (if (and (null keys)
2540               (eq (car-safe a) 'quote)
2541               (not (floatp (cadr a))))
2542          (list 'memq a list)
2543        form))
2544 @end example
2546 @noindent
2547 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2548 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2549 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2550 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2551 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2552 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2553 common @code{:test} predicates.)
2554 @end defmac
2556 @defun cl-compiler-macroexpand form
2557 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2558 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2559 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2560 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2561 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2562 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2563 for which no further expansion is possible.
2564 @end defun
2566 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2567 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2568 definitions.
2570 @node Declarations
2571 @chapter Declarations
2573 @noindent
2574 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2575 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2576 about the types of data that will be stored in particular variables,
2577 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2578 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2579 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
2580 and @code{the}.
2582 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in Emacs
2583 Lisp.  For example, the byte-code system provides little
2584 opportunity to benefit from type information.
2585 @ignore
2586 and @code{special} declarations are redundant in a fully
2587 dynamically-scoped Lisp.
2588 @end ignore
2589 A few declarations are meaningful when byte compiler optimizations
2590 are enabled, as they are by the default.  Otherwise these
2591 declarations will effectively be ignored.
2593 @defun cl-proclaim decl-spec
2594 This function records a ``global'' declaration specified by
2595 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2596 is evaluated and thus should normally be quoted.
2597 @end defun
2599 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2600 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2601 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2602 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts @code{(cl-eval-when
2603 (compile load eval) @dots{})} around the declarations so that they will
2604 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2605 since normally the declarations are meant to influence the way the
2606 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2607 form.)
2608 @end defmac
2610 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2611 This macro is used to make declarations within functions and other
2612 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2613 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2614 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2615 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2616 is @code{special}.
2617 @end defmac
2619 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2620 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2621 @end defmac
2623 @defmac cl-the type form
2624 Type information provided by @code{cl-the} is ignored in this package;
2625 in other words, @code{(cl-the @var{type} @var{form})} is equivalent to
2626 @var{form}.  Future byte-compiler optimizations may make use of this
2627 information.
2629 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2630 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2631 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2632 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2633 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2634 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2635 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2636 @end defmac
2638 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2639 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2640 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2641 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2642 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2643 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2644 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2646 @table @code
2647 @item special
2648 @c FIXME ?
2649 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2650 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2651 simply tell the byte compiler that the specified
2652 variables are intentionally being referred to without being
2653 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2654 warnings for such references, since they could be typographical
2655 errors for references to local variables.
2657 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2658 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})}.
2660 In top-level contexts, it is generally better to write
2661 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2662 since @code{defvar} makes your intentions clearer.
2664 @item inline
2665 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2666 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2667 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2668 the function @code{cl-acons} is declared @code{inline}
2669 by this package so that the form @code{(cl-acons @var{key} @var{value}
2670 @var{alist})} will
2671 expand directly into @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}
2672 when it is called in user functions, so as to save function calls.
2674 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2675 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2676 and declare it inline all at once.
2678 @example
2679 (cl-declaim (inline foo bar))
2680 (cl-eval-when (compile load eval)
2681   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2682 (defsubst foo (@dots{}) @dots{})       ; instead of defun
2683 @end example
2685 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2686 containing source file is done.  It is correct to use it to
2687 request that a function you have defined should be inlined,
2688 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2689 function.
2691 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
2692 before a particular call to a function to cause just that call to
2693 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2694 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2695 this package.
2697 @item notinline
2698 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2699 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2700 declaration.
2702 @item optimize
2703 This declaration controls how much optimization is performed by
2704 the compiler.
2706 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2707 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2708 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2709 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2710 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2711 The default level for both qualities is 1.
2713 In this package, the @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2714 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2715 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2716 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2717 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2718 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2719 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2720 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2721 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2722 at run-time.)
2724 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2725 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2726 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2727 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2728 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2730 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2731 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2732 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
2733 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2734 current byte-compiler.  (The @code{cl-declare}
2735 will set the new optimization level, but that level will not
2736 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2738 @item warn
2739 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2740 by the byte compiler.  The word @code{warn} is followed by any
2741 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2742 qualities.  The currently supported warning types are
2743 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2744 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2745 disable these warnings and any higher value will enable them.
2746 See the documentation of the variable @code{byte-compile-warnings}
2747 for more details.
2748 @end table
2750 @node Symbols
2751 @chapter Symbols
2753 @noindent
2754 This package defines several symbol-related features that were
2755 missing from Emacs Lisp.
2757 @menu
2758 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2759 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2760 @end menu
2762 @node Property Lists
2763 @section Property Lists
2765 @noindent
2766 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2767 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2768 There are also functions for working with property lists as
2769 first-class data structures not attached to particular symbols.
2771 @defun cl-get symbol property &optional default
2772 This function is like @code{get}, except that if the property is
2773 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2774 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2775 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2776 Lisp's @code{get}.)
2778 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2779 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2780 @end defun
2782 @defun cl-remprop symbol property
2783 This function removes the entry for @var{property} from the property
2784 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2785 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2786 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2787 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2788 to distinguish between a missing property and a property whose value
2789 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2790 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2791 @end defun
2793 @defun cl-getf place property &optional default
2794 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2795 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2796 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2797 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2798 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2799 is given).
2801 In particular,
2803 @example
2804 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-getf (symbol-plist sym) prop)
2805 @end example
2807 It is valid to use @code{cl-getf} as a @code{setf} place, in which case
2808 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
2809 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
2810 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
2811 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
2812 pair onto the list if the property is not yet present.
2814 @example
2815 (put sym prop val) @equiv{} (setf (cl-getf (symbol-plist sym) prop) val)
2816 @end example
2818 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
2819 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
2821 @example
2822 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
2823 @end example
2825 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
2826 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
2828 When not used as a @code{setf} form, @code{cl-getf} is just a regular
2829 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
2830 expression.
2831 @end defun
2833 @defmac cl-remf place property
2834 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
2835 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
2836 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
2837 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
2838 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
2839 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
2840 out the property and value cells.
2841 @end defmac
2843 @node Creating Symbols
2844 @section Creating Symbols
2846 @noindent
2847 These functions create unique symbols, typically for use as
2848 temporary variables.
2850 @defun cl-gensym &optional x
2851 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
2852 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
2853 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
2854 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
2855 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
2856 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
2857 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
2858 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
2859 code.
2861 (Internally, the variable @code{cl--gensym-counter} holds the counter
2862 used to generate names.  It is incremented after each use.  In Common
2863 Lisp this is initialized with 0, but this package initializes it with
2864 a random time-dependent value to avoid trouble when two files that
2865 each used @code{cl-gensym} in their compilation are loaded together.
2866 Uninterned symbols become interned when the compiler writes them out
2867 to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to be
2868 treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
2869 symbols remain uninterned after loading.)
2870 @end defun
2872 @defun cl-gentemp &optional x
2873 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
2874 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
2875 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
2876 again until a new symbol is generated.
2877 @end defun
2879 This package automatically creates all keywords that are called for by
2880 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
2881 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
2882 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
2883 provided.
2885 @node Numbers
2886 @chapter Numbers
2888 @noindent
2889 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
2890 that were left out of Emacs Lisp.
2892 @menu
2893 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, etc.
2894 * Numerical Functions::         @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, etc.
2895 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
2896 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}, etc.
2897 @end menu
2899 @node Predicates on Numbers
2900 @section Predicates on Numbers
2902 @noindent
2903 These functions return @code{t} if the specified condition is
2904 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
2906 @defun cl-plusp number
2907 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
2908 error if the argument is not a number.
2909 @end defun
2911 @defun cl-minusp number
2912 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
2913 error if the argument is not a number.
2914 @end defun
2916 @defun cl-oddp integer
2917 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
2918 error if the argument is not an integer.
2919 @end defun
2921 @defun cl-evenp integer
2922 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
2923 error if the argument is not an integer.
2924 @end defun
2926 @ignore
2927 @defun cl-floatp-safe object
2928 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
2929 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
2930 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
2931 @end defun
2932 @end ignore
2934 @node Numerical Functions
2935 @section Numerical Functions
2937 @noindent
2938 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
2940 @defun cl-gcd &rest integers
2941 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
2942 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2943 For zero arguments, it returns zero.
2944 @end defun
2946 @defun cl-lcm &rest integers
2947 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
2948 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2949 For zero arguments, it returns one.
2950 @end defun
2952 @defun cl-isqrt integer
2953 This function computes the ``integer square root'' of its integer
2954 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
2955 square root of the argument.
2956 @end defun
2958 @defun cl-floor number &optional divisor
2959 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
2960 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
2961 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
2962 first return value to yield the argument again.  If the argument
2963 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
2964 If the argument is a floating-point number, the first
2965 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
2966 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
2968 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
2969 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
2970 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
2971 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
2972 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
2973 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
2974 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
2975 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
2977 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
2978 function, except that it returns the two results in a list since
2979 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
2980 @end defun
2982 @defun cl-ceiling number &optional divisor
2983 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
2984 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
2985 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
2986 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
2987 @end defun
2989 @defun cl-truncate number &optional divisor
2990 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
2991 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
2992 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
2993 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
2994 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
2995 the same sign as @var{number}.
2996 @end defun
2998 @defun cl-round number &optional divisor
2999 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3000 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3001 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3002 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3003 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3004 @end defun
3006 @defun cl-mod number divisor
3007 This function returns the same value as the second return value
3008 of @code{cl-floor}.
3009 @end defun
3011 @defun cl-rem number divisor
3012 This function returns the same value as the second return value
3013 of @code{cl-truncate}.
3014 @end defun
3016 @node Random Numbers
3017 @section Random Numbers
3019 @noindent
3020 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3021 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3022 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3023 @c FIXME?  Still true?
3024 random numbers than the simple generators supplied by many
3025 operating systems.
3027 @defun cl-random number &optional state
3028 This function returns a random nonnegative number less than
3029 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3030 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3031 that holds the state of the random number generator.  The
3032 function modifies this state object as a side effect.  If
3033 @var{state} is omitted, it defaults to the internal variable
3034 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3035 default @code{random-state} object.  (Since any number of programs in
3036 the Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in
3037 interleaved fashion, the sequence generated from this will be
3038 irreproducible for all intents and purposes.)
3039 @end defun
3041 @defun cl-make-random-state &optional state
3042 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3043 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3044 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3045 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3046 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3047 random-state object) will return identical sequences of random
3048 numbers.
3050 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3051 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3052 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3053 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3054 be an integer in which case the new object is seeded from that
3055 integer; each different integer seed will result in a completely
3056 different sequence of random numbers.
3058 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3059 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3060 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3061 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3062 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3063 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3064 from the file.
3065 @end defun
3067 @defun cl-random-state-p object
3068 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3069 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3070 @end defun
3072 @node Implementation Parameters
3073 @section Implementation Parameters
3075 @noindent
3076 This package defines several useful constants having to do with
3077 floating-point numbers.
3079 It determines their values by exercising the computer's
3080 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3081 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3082 function that must be called before the parameters can be used.
3084 @defun cl-float-limits
3085 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3086 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3087 called, these parameters will be @code{nil}.
3088 @c If this version of Emacs does not support floats, the parameters will
3089 @c remain @code{nil}.
3090 If the parameters have already been initialized, the function returns
3091 immediately.
3093 The algorithm makes assumptions that will be valid for almost all
3094 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3095 unusual, e.g., decimal.
3096 @end defun
3098 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3099 precisions, it has families of constants like
3100 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3101 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3102 floating-point precision, so this package omits the precision word
3103 from the constants' names.
3105 @defvar cl-most-positive-float
3106 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3107 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3108 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3109 is approximately @code{1.79e+308}.
3110 @end defvar
3112 @defvar cl-most-negative-float
3113 This constant equals the most negative value a Lisp float can hold.
3114 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3115 @end defvar
3117 @defvar cl-least-positive-float
3118 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3119 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3120 supported or @code{2.22e-308} if not.
3121 @end defvar
3123 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3124 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3125 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3126 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3127 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3128 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3129 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3130 @end defvar
3132 @defvar cl-least-negative-float
3133 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3134 @end defvar
3136 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3137 This constant is the negative counterpart of
3138 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3139 @end defvar
3141 @defvar cl-float-epsilon
3142 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3143 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3144 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3145 is about @code{2.22e-16}.
3146 @end defvar
3148 @defvar cl-float-negative-epsilon
3149 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3150 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3151 @code{1.11e-16}.
3152 @end defvar
3154 @node Sequences
3155 @chapter Sequences
3157 @noindent
3158 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3159 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3160 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3161 @code{length}; this package defines most of the rest.
3163 @menu
3164 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3165 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-map}, @code{cl-maplist}, etc.
3166 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3167 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3168 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3169 @end menu
3171 @node Sequence Basics
3172 @section Sequence Basics
3174 @noindent
3175 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3176 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3177 may appear in any order.
3179 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3180 function of one argument.  This key function is used as a filter
3181 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3182 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}.
3183 It searches for an element of the list whose @sc{car} equals
3184 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3185 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3186 the identity function.
3188 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3189 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3190 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3191 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3192 function in the same order as the original sequence function
3193 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3194 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3195 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3196 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3197 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3198 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3200 Many functions that take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3201 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3202 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3203 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3204 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3206 @example
3207 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3208 @end example
3210 @noindent
3211 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3213 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3214 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments, which
3215 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3216 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3217 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3218 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3219 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3220 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3221 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3222 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3223 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3225 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3226 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3227 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3228 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3229 to be removed or otherwise processed.
3231 The sequence functions make no guarantees about the order in
3232 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3233 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3234 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3235 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3236 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3237 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3238 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3239 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3241 Strings may contain ``text properties'' as well
3242 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3243 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3244 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3245 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3246 result.
3248 @node Mapping over Sequences
3249 @section Mapping over Sequences
3251 @noindent
3252 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3253 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3254 built-in function @code{mapcar}.
3256 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3257 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3258 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3259 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3260 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3261 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3262 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3263 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3264 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3265 is always a list.
3267 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3268 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3269 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3270 superset of both.
3271 @end defun
3273 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3274 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3275 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3276 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3277 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3278 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3279 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3280 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3281 @end defun
3283 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3284 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3285 then on the @sc{cdr}s of those lists, and so on, until the
3286 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3287 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3288 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3289 @sc{car}s of the advancing pointers.
3290 @end defun
3292 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3293 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3294 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3295 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3296 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3297 primitive @code{mapc}.  (Note that this function is called
3298 @code{cl-mapc} even in @file{cl.el}, rather than @code{mapc*} as you
3299 might expect.)
3300 @c http://debbugs.gnu.org/6575
3301 @end defun
3303 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3304 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3305 the values returned by @var{function}.
3306 @end defun
3308 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3309 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3310 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3311 rather than simply collecting them into a list.
3312 @end defun
3314 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3315 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3316 the return values using @code{nconc}.
3317 @end defun
3319 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3320 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3321 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3322 @code{cl-some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3323 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3324 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3325 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3326 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3327 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3328 @end defun
3330 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3331 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3332 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3333 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3334 for all elements.
3335 @end defun
3337 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3338 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3339 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3340 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3341 was @code{nil} for all elements.
3342 @end defun
3344 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3345 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3346 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3347 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3348 true for all elements.
3349 @end defun
3351 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3352 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3353 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3354 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3355 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3356 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3357 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3358 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3359 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3361 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3362 of left-associative:
3364 @example
3365 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3366         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3367 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3368         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3369 @end example
3371 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument, which
3372 is called on each of the sequence elements in turn.
3374 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3375 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3376 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3378 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3379 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3380 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3381 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3382 @end defun
3384 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3385 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3386 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3387 function calls.
3389 @node Sequence Functions
3390 @section Sequence Functions
3392 @noindent
3393 This section describes a number of Common Lisp functions for
3394 operating on sequences.
3396 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3397 This function returns a given subsequence of the argument
3398 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3399 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3400 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3401 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3402 return value is always a copy; it does not share structure
3403 with @var{sequence}.
3405 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3406 may be negative, in which case they represent a distance back
3407 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3408 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3409 the @emph{only} sequence function that allows negative
3410 @var{start} and @var{end}.
3412 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3413 specified range of elements with elements from another sequence.
3414 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3415 @end defun
3417 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3418 This function concatenates the argument sequences together to
3419 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3420 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3421 arguments are always copied, even in cases such as
3422 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3423 identical to an argument.
3424 @end defun
3426 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3427 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3428 part of the sequence) with the value @var{item}.
3429 @end defun
3431 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3432 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3433 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3434 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3435 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3437 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3438 will work correctly even if the regions indicated by the start
3439 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3440 are lists that share storage but are not @code{eq}, and the
3441 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3442 is undefined.
3443 @end defun
3445 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3446 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3447 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3448 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3449 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3450 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3451 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3452 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3453 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3454 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3455 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3456 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3457 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3458 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3459 if @var{count} was also specified).
3460 @end defun
3462 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3463 This deletes all elements of @var{seq} that match @var{item}.
3464 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3465 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3466 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3467 list if necessary to preserve the original list, whereas
3468 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3469 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3470 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3471 @end defun
3473 @findex cl-remove-if
3474 @findex cl-remove-if-not
3475 @findex cl-delete-if
3476 @findex cl-delete-if-not
3477 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3478 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3480 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3481 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3482 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3483 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3484 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3485 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3486 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3487 examined or removed.
3488 @end defun
3490 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3491 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3492 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3493 @end defun
3495 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3496 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3497 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3498 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3499 used to limit the number of substitutions made.
3500 @end defun
3502 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3503 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3504 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3505 by returning a changed copy of the sequence.
3506 @end defun
3508 @findex cl-substitute-if
3509 @findex cl-substitute-if-not
3510 @findex cl-nsubstitute-if
3511 @findex cl-nsubstitute-if-not
3512 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3513 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3514 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3515 @var{old} argument.
3517 @node Searching Sequences
3518 @section Searching Sequences
3520 @noindent
3521 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3522 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3524 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3525 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3526 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3527 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3528 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3529 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3530 limit the range of elements that are searched.
3531 @end defun
3533 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3534 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3535 integer position in the sequence of the matching item rather than
3536 the item itself.  The position is relative to the start of the
3537 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3538 returns @code{nil} if no matching element was found.
3539 @end defun
3541 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3542 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3543 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3544 @end defun
3546 @findex cl-find-if
3547 @findex cl-find-if-not
3548 @findex cl-position-if
3549 @findex cl-position-if-not
3550 @findex cl-count-if
3551 @findex cl-count-if-not
3552 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3553 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3554 functions are defined similarly.
3556 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3557 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3558 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3559 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3560 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3561 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3562 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3563 elements that do not match, or the position at which the shorter of
3564 the two otherwise-matching sequences runs out.
3566 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3567 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3568 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3569 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3571 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3572 which compares two strings case-insensitively.
3573 @end defun
3575 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3576 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3577 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3578 @code{:end1}).  Only matches that fall entirely within the region
3579 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3580 The return value is the index of the leftmost element of the
3581 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3582 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3583 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3584 @end defun
3586 @node Sorting Sequences
3587 @section Sorting Sequences
3589 @defun cl-sort seq predicate @t{&key :key}
3590 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3591 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3592 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3593 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3594 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3595 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3596 numbers into decreasing rather than increasing order.
3598 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3599 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3600 accepts a @code{:key} argument, which is used to preprocess data
3601 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3603 @example
3604 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3605 @end example
3607 @noindent
3608 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3609 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3610 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3611 simple accessor though, since it's used heavily in the current
3612 implementation.
3614 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3615 rearranging the @sc{cdr} pointers in suitable fashion.
3616 @end defun
3618 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3619 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3620 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3621 be rearranged out of their original order by the sort.
3623 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3624 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3625 stable by default.  However, this package reserves the right to
3626 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3627 @end defun
3629 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3630 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3631 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3632 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3633 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3634 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3635 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3636 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3637 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3638 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3639 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3640 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3641 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3642 @var{predicate}.
3643 @end defun
3645 @node Lists
3646 @chapter Lists
3648 @noindent
3649 The functions described here operate on lists.
3651 @menu
3652 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3653 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3654 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3655 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}, etc.
3656 @end menu
3658 @node List Functions
3659 @section List Functions
3661 @noindent
3662 This section describes a number of simple operations on lists,
3663 i.e., chains of cons cells.
3665 @defun cl-caddr x
3666 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3667 Likewise, this package defines all 24 @code{c@var{xxx}r} functions
3668 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3669 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3670 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3671 @end defun
3673 @defun cl-first x
3674 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3675 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3676 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3677 @end defun
3679 @defun cl-rest x
3680 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3681 @end defun
3683 @defun cl-endp x
3684 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
3685 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
3686 cons cell.  This package simply defines @code{cl-endp} as a synonym
3687 for @code{null}.
3688 @end defun
3690 @defun cl-list-length x
3691 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3692 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3693 list (where the @sc{cdr}-chain forms a loop rather than terminating
3694 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3695 @code{length} function would get stuck if given a circular list.
3696 See also the @code{safe-length} function.)
3697 @end defun
3699 @defun cl-list* arg &rest others
3700 This function constructs a list of its arguments.  The final
3701 argument becomes the @sc{cdr} of the last cell constructed.
3702 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3703 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3704 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3705 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3706 @end defun
3708 @defun cl-ldiff list sublist
3709 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3710 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3711 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3712 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3713 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3714 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3715 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3716 is returned.
3717 @end defun
3719 @defun cl-copy-list list
3720 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3721 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3722 @end defun
3724 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3725 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3726 @var{y} are both cons cells, their @sc{car}s and @sc{cdr}s are
3727 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3728 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3729 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3730 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3731 @end defun
3733 @node Substitution of Expressions
3734 @section Substitution of Expressions
3736 @noindent
3737 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3738 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3739 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3741 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3742 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3743 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3744 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3745 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3746 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3747 on, and compares against @var{old}, both @sc{car}s and @sc{cdr}s
3748 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3749 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3750 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3751 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3752 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3753 but not to @var{old}.
3754 @end defun
3756 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3757 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3758 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3759 rather than copying.
3760 @end defun
3762 @findex cl-subst-if
3763 @findex cl-subst-if-not
3764 @findex cl-nsubst-if
3765 @findex cl-nsubst-if-not
3766 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3767 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3769 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3770 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3771 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3772 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3773 function, if any), is compared with the @sc{car}s of
3774 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3775 @sc{cdr}.
3776 @end defun
3778 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3779 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3780 @end defun
3782 @node Lists as Sets
3783 @section Lists as Sets
3785 @noindent
3786 These functions perform operations on lists that represent sets
3787 of elements.
3789 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
3790 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
3791 If a match is found, it returns the cons cell whose @sc{car} was
3792 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
3793 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
3794 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
3795 @xref{Sequences}.
3797 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
3798 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
3799 :test 'equal)}.  With no keyword arguments, @code{cl-member} is
3800 equivalent to @code{memq}.
3801 @end defun
3803 @findex cl-member-if
3804 @findex cl-member-if-not
3805 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
3806 analogously search for elements that satisfy a given predicate.
3808 @defun cl-tailp sublist list
3809 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
3810 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
3811 any of its @sc{cdr}s.
3812 @end defun
3814 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
3815 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
3816 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
3817 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
3818 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
3819 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
3820 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
3821 become part of the list.
3822 @end defun
3824 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3825 This function combines two lists that represent sets of items,
3826 returning a list that represents the union of those two sets.
3827 The resulting list contains all items that appear in @var{list1}
3828 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
3829 @var{list1} and @var{list2} it is copied only once.  If
3830 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
3831 undefined whether or not that duplication will survive in the
3832 result list.  The order of elements in the result list is also
3833 undefined.
3834 @end defun
3836 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3837 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
3838 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
3839 @end defun
3841 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3842 This function computes the intersection of the sets represented
3843 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
3844 that appear in both @var{list1} and @var{list2}.
3845 @end defun
3847 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3848 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
3849 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
3850 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
3851 @end defun
3853 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3854 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
3855 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3856 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
3857 @end defun
3859 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3860 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
3861 to reuse @var{list1} if possible.
3862 @end defun
3864 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3865 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
3866 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3867 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
3868 @end defun
3870 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3871 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
3872 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
3873 @end defun
3875 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3876 This function checks whether @var{list1} represents a subset
3877 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
3878 also appears in @var{list2}.
3879 @end defun
3881 @node Association Lists
3882 @section Association Lists
3884 @noindent
3885 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
3886 one set of values to another; any list whose elements are cons
3887 cells is an association list.
3889 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3890 This function searches the association list @var{a-list} for an
3891 element whose @sc{car} matches (in the sense of @code{:test},
3892 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
3893 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
3894 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} that
3895 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
3896 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
3897 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
3898 elements of @var{a-list} to be an error.)
3899 @end defun
3901 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3902 This function searches for an element whose @sc{cdr} matches
3903 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
3904 the inverse of the mapping to @var{item}.
3905 @end defun
3907 @findex cl-assoc-if
3908 @findex cl-assoc-if-not
3909 @findex cl-rassoc-if
3910 @findex cl-rassoc-if-not
3911 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
3912 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
3914 Two simple functions for constructing association lists are:
3916 @defun cl-acons key value alist
3917 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
3918 @end defun
3920 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
3921 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
3922 @var{alist})}.
3923 @end defun
3925 @node Structures
3926 @chapter Structures
3928 @noindent
3929 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
3930 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
3931 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
3932 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
3933 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
3934 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
3935 type.
3937 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
3938 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
3939 system provides no way to create new distinct types, this package
3940 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
3941 special ``tag'' symbol to identify them.
3943 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
3944 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
3945 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
3946 may begin with a string which documents the structure type.)
3947 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
3948 are symbols.  For example,
3950 @example
3951 (cl-defstruct person name age sex)
3952 @end example
3954 @noindent
3955 defines a struct type called @code{person} that contains three
3956 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
3957 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
3958 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
3959 using @code{setf} on any of these place forms, for example:
3961 @example
3962 (cl-incf (person-age birthday-boy))
3963 @end example
3965 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
3966 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
3967 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
3968 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
3969 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
3970 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
3972 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
3973 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
3975 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
3976 true if @var{x} looks like a @code{person}, and false otherwise.  (Again,
3977 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
3978 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
3979 length that starts with the correct tag symbol.)
3981 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
3982 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
3983 argument is the wrong type.  This check is affected by
3984 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
3985 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
3986 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
3987 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
3988 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
3989 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
3990 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
3991 @xref{Declarations}.
3993 @example
3994 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
3995      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
3996 (setq other (copy-person dave))
3997      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
3998 (eq dave other)
3999      @result{} nil
4000 (eq (person-name dave) (person-name other))
4001      @result{} t
4002 (person-p dave)
4003      @result{} t
4004 (person-p [1 2 3 4])
4005      @result{} nil
4006 (person-p "Bogus")
4007      @result{} nil
4008 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4009      @result{} t
4010 @end example
4012 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4013 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4014 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4015 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4016 is a Lisp form that is evaluated any time an instance of the
4017 structure type is created without specifying that slot's value.
4019 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4020 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4021 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4022 the slot's value is determined when the object is created and does
4023 not change afterward.
4025 @example
4026 (cl-defstruct person
4027      (name nil :read-only t)
4028      age
4029      (sex 'unknown))
4030 @end example
4032 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4034 For obscure historical reasons, structure options take a different
4035 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4036 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4037 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4038 enclosed in lists.)
4040 @example
4041 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4042                       (:type list)
4043                       :named)
4044      name age sex)
4045 @end example
4047 The following structure options are recognized.
4049 @table @code
4050 @item :conc-name
4051 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4052 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4053 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4054 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4055 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4056 to name the accessor functions.
4058 @item :constructor
4059 In the simple case, this option takes one argument which is an
4060 alternate name to use for the constructor function.  The default
4061 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4062 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4063 as an argument means that no standard constructor should be
4064 generated at all.
4066 In the full form of this option, the constructor name is followed
4067 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4068 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4069 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4070 The argument names should match the slot names; each slot is
4071 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4072 do not appear in the argument list are initialized based on the
4073 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4074 and @code{&key} arguments that don't specify defaults take their
4075 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4076 that don't correspond to slot names; these are useful if they are
4077 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4078 arguments that @emph{do} correspond to slots.
4080 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4081 options on a structure.  The default constructor is still generated
4082 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4083 option.
4085 @example
4086 (cl-defstruct
4087     (person
4088      (:constructor nil)   ; no default constructor
4089      (:constructor new-person
4090                    (name sex &optional (age 0)))
4091      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4092                                    (dog-years 0)
4093                               &aux (age (* 7 dog-years))
4094                                    (sex 'canine))))
4095     name age sex)
4096 @end example
4098 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4099 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4100 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4101 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4102 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4103 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4105 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4106 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4107 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4108 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4109 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4110 overriding it.
4112 @item :copier
4113 The argument is an alternate name for the copier function for
4114 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4115 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4116 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4118 @item :predicate
4119 The argument is an alternate name for the predicate that recognizes
4120 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4121 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4122 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4123 ever generated.)
4125 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4126 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4127 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4128 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4129 only if they used the default predicate name.
4131 @item :include
4132 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4133 The argument is the name of another structure type previously
4134 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4135 structure type to inherit all of the included structure's slots
4136 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4137 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4138 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4139 for the included type will also accept objects of the new type.
4141 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4142 the included-structure name, these options are treated as replacement
4143 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4144 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4146 @example
4147 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4148         @result{} person
4149 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4150      helmet-size
4151      (favorite-beverage 'tang))
4152         @result{} astronaut
4154 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4155      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4156 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4157      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4159 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4160      @result{} (t t)
4161 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4162      @result{} (nil t)
4164 (person-name buzz)
4165      @result{} "Buzz"
4166 (astronaut-name joe)
4167      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4168 @end example
4170 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4171 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4172 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4173 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4174 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4175 work on astronauts just like other people.
4177 @item :print-function
4178 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4179 that is called to print an instance of the structure type.  The
4180 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4181 allow for such a feature, so this package simply ignores
4182 @code{:print-function}.
4184 @item :type
4185 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4186 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4187 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4188 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4189 lists instead.
4191 The vector representation for structure objects has the advantage
4192 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4193 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4194 but take a relatively long time accessing the later slots.
4196 @item :named
4197 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4198 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4199 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4200 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4201 features.
4203 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4204 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4205 conjunction with @code{:type}.
4207 @example
4208 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4209 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4210 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4212 (setq p1 (make-person1))
4213      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4214 (setq p2 (make-person2))
4215      @result{} (person2 nil nil nil)
4216 (setq p3 (make-person3))
4217      @result{} (nil nil nil)
4219 (person1-p p1)
4220      @result{} t
4221 (person2-p p2)
4222      @result{} t
4223 (person3-p p3)
4224      @result{} error: function person3-p undefined
4225 @end example
4227 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4228 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4229 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4230 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4231 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4232 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4233 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4234 proceeding.
4236 @item :initial-offset
4237 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4238 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4239 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4240 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4241 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4242 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4243 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4244 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4245 of the included type and the first new slot.
4246 @end table
4247 @end defmac
4249 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4250 entirely compatible with that of Common Lisp.
4252 @node Assertions
4253 @chapter Assertions and Errors
4255 @noindent
4256 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4257 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4258 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4259 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4261 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4262 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4263 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4264 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4266 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4267 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4268 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4269 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4271 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4272 You can specify a different error message by including a @var{string}
4273 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4274 passed to @code{error} to signal the error.
4276 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4277 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4278 will also include all non-constant arguments of the top-level
4279 @var{form}.  For example:
4281 @example
4282 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4283 @end example
4285 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4286 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4287 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4288 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4289 makes no sense to specify @var{places}.
4290 @end defmac
4292 @defmac cl-check-type form type [string]
4293 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4294 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4295 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4296 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4297 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4298 error message in place of @var{type}.  For example:
4300 @example
4301 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4302 @end example
4304 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4305 that may be used for @var{type}.
4307 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4308 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4309 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4310 user to modify @var{place}.
4311 @end defmac
4313 @node Efficiency Concerns
4314 @appendix Efficiency Concerns
4316 @appendixsec Macros
4318 @noindent
4319 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4320 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4321 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4322 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4323 the form
4325 @example
4326 (cl-incf i n)
4327 @end example
4329 @noindent
4330 is expanded at compile-time to the Lisp form
4332 @example
4333 (setq i (+ i n))
4334 @end example
4336 @noindent
4337 which is the most efficient ways of doing this operation
4338 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4339 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4341 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4342 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4343 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4344 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4345 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4346 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4347 hundred times.
4349 You can find out how a macro expands by using the
4350 @code{cl-prettyexpand} function.
4352 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4353 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4354 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4355 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4356 all Lisp macros that appear in the form.  The easiest way to use
4357 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4359 @example
4360 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4361 @end example
4363 @noindent
4364 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4365 an expansion similar to:
4367 @example
4368 (cl-block nil
4369      (let* ((x 0)
4370             (G1004 nil))
4371        (while (< x 10)
4372          (setq G1004 (cons x G1004))
4373          (setq x (+ x 1)))
4374        (nreverse G1004)))
4375 @end example
4377 @noindent
4378 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4379 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4380 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4381 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4383 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4384 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4385 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4386 a top-level form in a file being compiled.
4388 @c FIXME none of these examples are still applicable.
4389 @ignore
4390 For example,
4392 @example
4393 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4394      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4395 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4396      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4397 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4398      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4399 @end example
4400 @end ignore
4402 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4403 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4404 @end defun
4406 @appendixsec Error Checking
4408 @noindent
4409 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4410 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4411 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4412 incompatibility.
4414 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4415 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation that is not
4416 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4417 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4418 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4419 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4420 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4421 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4422 syntax error.  The @code{cl-endp} function is simply a synonym for
4423 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4424 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4425 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4427 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4428 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4429 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4430 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4431 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4432 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4433 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4434 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4435 do check their keyword arguments for validity.
4437 @appendixsec Compiler Optimizations
4439 @noindent
4440 Changing the value of @code{byte-optimize} from the default @code{t}
4441 is highly discouraged; many of the Common
4442 Lisp macros emit
4443 code that can be improved by optimization.  In particular,
4444 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4445 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4446 byte-compiler removes @code{cl-block}s that are not actually
4447 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4449 @node Common Lisp Compatibility
4450 @appendix Common Lisp Compatibility
4452 @noindent
4453 The following is a list of all known incompatibilities between this
4454 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4456 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4457 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4458 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4459 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4460 keyword does not work in @code{cl-defmacro} argument lists (except
4461 inside recursive argument lists).
4463 The @code{equal} predicate does not distinguish
4464 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4465 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4467 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4468 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4469 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4470 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4471 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4473 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4474 and type specifiers are unimplemented.
4476 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4477 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4478 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4479 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4480 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4481 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4482 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4484 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4485 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4486 example, local @code{special} declarations, which are purely
4487 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4488 set down in Steele's book.
4490 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with a pseudo-random
4491 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4492 generated symbols become interned when they are written to and
4493 loaded back from a file.
4495 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4496 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4497 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4499 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4501 @node Porting Common Lisp
4502 @appendix Porting Common Lisp
4504 @noindent
4505 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4506 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4507 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4508 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4509 one, some of the features in this package are not fully compliant
4510 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4511 are also quite a few features that this package does not provide
4512 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4513 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4515 @itemize @bullet
4516 @item
4517 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4518 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4519 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4520 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4522 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4523 is happy to let the program's own functions and variables use
4524 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4525 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4527 @item
4528 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4529 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4530 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4531 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4532 even inside functions called from the body.
4533 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4534 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4535 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4536 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4538 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4539 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4541 @example
4542 (defun map-odd-elements (func list)
4543   (loop for x in list
4544         for flag = t then (not flag)
4545         collect (if flag x (funcall func x))))
4547 (defun add-odd-elements (list x)
4548   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4549 @end example
4551 @noindent
4552 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4553 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4554 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4555 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4556 called.
4558 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4559 not occur.  @xref{Obsolete Lexical Binding}, for a description of the obsolete
4560 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4561 binding when dynamic binding is in use.
4563 @item
4564 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4565 works at the level of individual characters.  For example, Common
4566 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4567 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4568 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4569 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4571 @item
4572 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4573 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4574 won't understand.  For example, @samp{#| @dots{} |#} is an
4575 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4576 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4577 Lisp.
4579 @item
4580 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4581 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4582 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4583 application program would have a package for its own symbols.
4584 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4585 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4586 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4587 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4588 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4590 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4591 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4592 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4593 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4594 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4595 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4596 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4597 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4598 programs that refer to a symbol by the full name sometimes
4599 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4601 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4602 package-like collections of symbols, but this feature is not
4603 strong enough to be used as a true package mechanism.
4605 @item
4606 The @code{format} function is quite different between Common
4607 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4608 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4609 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4610 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4611 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4612 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4613 introduce format codes, and the set of available codes is
4614 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4615 string literals; instead, @code{format} is used with the
4616 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4617 codes provide such features as paragraph filling, case
4618 conversion, and even loops and conditionals.
4620 While it would have been possible to implement most of Common
4621 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4622 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4623 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4624 @code{format}, yet the functionality it would provide over
4625 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4627 @item
4628 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4629 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4630 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4631 something entirely different---strings with properties.
4633 @item
4634 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4635 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4636 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4637 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4638 case-insensitive in Common Lisp.
4640 @item
4641 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4642 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4643 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4644 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4645 streams are a set of existing data types rather than a new data
4646 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4647 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4648 than being distinct types.
4650 @item
4651 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4652 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4653 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4654 CLOS functionality.
4656 @item
4657 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4658 Lisp features of a different name generally have not been
4659 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4660 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4661 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4662 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4663 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4665 @item
4666 A few more notable Common Lisp features not included in this
4667 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
4668 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
4670 @item
4671 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4672 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4673 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4674 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4675 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4676 numbers using something like
4678 @example
4679 (defun sum-list (list)
4680   (if list
4681       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4682     0))
4683 @end example
4685 @noindent
4686 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4687 these forms:
4689 @example
4690 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
4691 (loop for x in my-list sum x)
4692 @end example
4694 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4695 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4696 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4697 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4698 recursion.
4699 @end itemize
4701 @node Obsolete Features
4702 @appendix Obsolete Features
4704 This section describes some features of the package that are obsolete
4705 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4706 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4707 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4708 in exactly the same way.
4710 @menu
4711 * Obsolete Lexical Binding::    An approximation of lexical binding.
4712 * Obsolete Macros::             Obsolete macros.
4713 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4714 @end menu
4716 @node Obsolete Lexical Binding
4717 @appendixsec Obsolete Lexical Binding
4719 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4720 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4721 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4723 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4724 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4725 establishes are purely lexical.
4726 @end defmac
4728 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4729 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4730 @noindent
4731 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4732 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4733 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4735 @example
4736 (setq a 5)
4737 (defun foo (b) (+ a b))
4738 (let ((a 2)) (foo a))
4739      @result{} 4
4740 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4741      @result{} 7
4742 @end example
4744 @noindent
4745 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4746 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4747 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4748 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4749 body, without any effect on the global variable of the same name.
4751 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4752 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4753 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4754 For example:
4756 @example
4757 (defun make-adder (n)
4758   (lexical-let ((n n))
4759     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4760 (setq add17 (make-adder 17))
4761 (funcall add17 4)
4762      @result{} 21
4763 @end example
4765 @noindent
4766 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4767 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4768 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4769 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4770 call to @code{make-adder} itself.
4772 @example
4773 (defun make-counter ()
4774   (lexical-let ((n 0))
4775     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
4776 (setq count-1 (make-counter))
4777 (funcall count-1 3)
4778      @result{} 3
4779 (funcall count-1 14)
4780      @result{} 17
4781 (setq count-2 (make-counter))
4782 (funcall count-2 5)
4783      @result{} 5
4784 (funcall count-1 2)
4785      @result{} 19
4786 (funcall count-2)
4787      @result{} 6
4788 @end example
4790 @noindent
4791 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
4792 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
4793 function object that is returned.
4795 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
4796 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
4797 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
4798 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
4799 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
4800 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
4801 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
4802 closures, then the lexical variables are free as soon as the
4803 @code{lexical-let} returns.
4805 Many closures are used only during the extent of the bindings they
4806 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
4807 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
4808 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
4809 closures:
4811 @example
4812 (defun add-to-list (x list)
4813   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
4814 (add-to-list 7 '(1 2 5))
4815      @result{} (8 9 12)
4816 @end example
4818 @noindent
4819 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
4820 it is not necessary to make a true closure out of it.
4822 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
4823 to create a named closure.  If several closures are created in the
4824 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
4825 instance of the lexical variable.
4827 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
4828 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
4829 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
4830 @end defmac
4832 @node Obsolete Macros
4833 @appendixsec Obsolete Macros
4835 The following macros are obsolete, and are replaced by versions with
4836 a @samp{cl-} prefix that do not behave in exactly the same way.
4837 Consequently, the @file{cl.el} versions are not simply aliases to the
4838 @file{cl-lib.el} versions.
4840 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
4841 This macro is replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings}),
4842 which behaves the same way as Common Lisp's @code{flet}.
4843 This @code{flet} takes the same arguments as @code{cl-flet}, but does
4844 not behave in precisely the same way.
4846 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical function
4847 binding, this @code{flet} makes a dynamic binding (it dates from a
4848 time before Emacs had lexical binding).  The result is
4849 that @code{flet} affects indirect calls to a function as well as calls
4850 directly inside the @code{flet} form itself.
4852 This will even work on Emacs primitives, although note that some calls
4853 to primitive functions internal to Emacs are made without going
4854 through the symbol's function cell, and so will not be affected by
4855 @code{flet}.  For example,
4857 @example
4858 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
4859   (do-something))
4860 @end example
4862 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
4863 with a function that simply saves the messages in a list rather
4864 than displaying them.  The original definition of @code{message}
4865 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
4866 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
4867 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
4868 direct C-language calls to the message routines rather than going
4869 through the Lisp @code{message} function.
4871 @c Bug#411.
4872 Note that many primitives (e.g., @code{+}) have special byte-compile
4873 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
4874 fail if byte-compiled.
4875 @c Or cl-flet.
4876 @c In such cases, use @code{labels} instead.
4877 @end defmac
4879 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
4880 This macro is replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}),
4881 which behaves the same way as Common Lisp's @code{labels}.
4882 This @code{labels} takes the same arguments as @code{cl-labels}, but
4883 does not behave in precisely the same way.
4885 This version of @code{labels} uses the obsolete @code{lexical-let}
4886 form (@pxref{Obsolete Lexical Binding}), rather than the true
4887 lexical binding that @code{cl-labels} uses.
4888 @end defmac
4890 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
4891 This macro is almost exactly the same as @code{cl-letf}, which
4892 replaces it (@pxref{Modify Macros}).  The only difference is in
4893 details that relate to some deprecated usage of @code{symbol-function}
4894 in place forms.
4895 @end defmac
4897 @node Obsolete Setf Customization
4898 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
4900 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
4901 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
4902 user to extend generalized variables in various ways.
4903 In Emacs, these are obsolete, replaced by various features of
4904 @file{gv.el} in Emacs 24.3.
4905 @xref{Adding Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4908 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
4909 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
4910 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  You can replace this macro
4911 with @code{gv-letplace}.
4913 The macro @var{name} is defined to take a @var{place} argument
4914 followed by additional arguments described by @var{arglist}.  The call
4916 @example
4917 (@var{name} @var{place} @var{args}@dots{})
4918 @end example
4920 @noindent
4921 will be expanded to
4923 @example
4924 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}@dots{})
4925 @end example
4927 @noindent
4928 which in turn is roughly equivalent to
4930 @example
4931 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}@dots{}))
4932 @end example
4934 For example:
4936 @example
4937 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
4938 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
4939 @end example
4941 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
4942 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
4944 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
4945 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
4946 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
4947 is completely irregular.
4949 The above @code{incf} example could be written using
4950 @code{gv-letplace} as:
4951 @example
4952 (defmacro incf (place &optional n)
4953   (gv-letplace (getter setter) place
4954     (macroexp-let2 nil v (or n 1)
4955       (funcall setter `(+ ,v ,getter)))))
4956 @end example
4957 @ignore
4958 (defmacro concatf (place &rest args)
4959   (gv-letplace (getter setter) place
4960     (macroexp-let2 nil v (mapconcat 'identity args "")
4961       (funcall setter `(concat ,getter ,v)))))
4962 @end ignore
4963 @end defmac
4965 @defmac defsetf access-fn update-fn
4966 This is the simpler of two @code{defsetf} forms, and is
4967 replaced by @code{gv-define-simple-setter}.
4969 With @var{access-fn} the name of a function that accesses a place,
4970 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store function.
4971 From now on,
4973 @example
4974 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
4975 @end example
4977 @noindent
4978 will be expanded to
4980 @example
4981 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
4982 @end example
4984 @noindent
4985 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
4986 a macro that evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
4987 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
4988 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
4989 @code{setf} is supposed to behave.
4991 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
4992 to @code{defsetf} says that the return value of @code{update-fn} is
4993 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
4994 something more like
4996 @example
4997 (let ((temp @var{value}))
4998   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
4999   temp)
5000 @end example
5002 Some examples are:
5004 @example
5005 (defsetf car setcar)
5006 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
5007 @end example
5009 These translate directly to @code{gv-define-simple-setter}:
5011 @example
5012 (gv-define-simple-setter car setcar)
5013 (gv-define-simple-setter buffer-name rename-buffer t)
5014 @end example
5015 @end defmac
5017 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
5018 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.
5019 It can be replaced by @code{gv-define-setter}.
5021 This form of @code{defsetf} is rather like @code{defmacro} except for
5022 the additional @var{store-var} argument.  The @var{forms} should
5023 return a Lisp form that stores the value of @var{store-var} into the
5024 generalized variable formed by a call to @var{access-fn} with
5025 arguments described by @var{arglist}.  The @var{forms} may begin with
5026 a string which documents the @code{setf} method (analogous to the doc
5027 string that appears at the front of a function).
5029 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
5031 @example
5032 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
5033   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
5034 @end example
5036 The Lisp form that is returned can access the arguments from
5037 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
5038 macros like @code{cl-incf} that invoke this
5039 setf-method will insert temporary variables as needed to make
5040 sure the apparent order of evaluation is preserved.
5042 Another standard example:
5044 @example
5045 (defsetf nth (n x) (store)
5046   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5047 @end example
5049 You could write this using @code{gv-define-setter} as:
5051 @example
5052 (gv-define-setter nth (store n x)
5053   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5054 @end example
5055 @end defmac
5057 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
5058 This is the most general way to create new place forms.  You can
5059 replace this by @code{gv-define-setter} or @code{gv-define-expander}.
5061 When a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
5062 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and must
5063 return a list of five items:
5065 @enumerate
5066 @item
5067 A list of @dfn{temporary variables}.
5069 @item
5070 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
5071 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
5072 as the first step of any operation on the generalized variable.
5074 @item
5075 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
5076 from a call to @code{gensym}).
5078 @item
5079 A Lisp form that stores the contents of the store variable into
5080 the generalized variable, assuming the temporaries have been
5081 bound as described above.
5083 @item
5084 A Lisp form that accesses the contents of the generalized variable,
5085 assuming the temporaries have been bound.
5086 @end enumerate
5088 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
5089 except that the method returns a list of five values rather
5090 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
5091 support Common Lisp's notion of multiple return values.
5092 (Note that the @code{setf} implementation provided by @file{gv.el}
5093 does not use this five item format.  Its use here is only for
5094 backwards compatibility.)
5096 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
5098 A setf-method should be maximally conservative with regard to
5099 temporary variables.  In the setf-methods generated by
5100 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
5101 arguments in the place form, and the first return value is a
5102 list of a corresponding number of temporary variables generated
5103 @c FIXME I don't think this is true anymore.
5104 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{cl-incf} that
5105 use this setf-method will optimize away most temporaries that
5106 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
5107 setf-method itself to optimize.
5108 @end defmac
5110 @c Removed in Emacs 24.3, not possible to make a compatible replacement.
5111 @ignore
5112 @defun get-setf-method place &optional env
5113 This function returns the setf-method for @var{place}, by
5114 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
5115 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
5116 values as described above.  You can use this function to build
5117 your own @code{cl-incf}-like modify macros.
5119 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
5120 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
5121 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
5122 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
5123 that called @code{get-setf-method}.
5124 @end defun
5125 @end ignore
5128 @node GNU Free Documentation License
5129 @appendix GNU Free Documentation License
5130 @include doclicense.texi
5132 @node Function Index
5133 @unnumbered Function Index
5135 @printindex fn
5137 @node Variable Index
5138 @unnumbered Variable Index
5140 @printindex vr
5142 @bye