cl.texi flet clarification
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blobbeefa3e9c403116fd6aebc6e39a1cf1b2719fef2
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, 2001-2012 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.  Buying copies from the FSF supports it in
21 developing GNU and promoting software freedom.''
22 @end quotation
23 @end copying
25 @dircategory Emacs lisp libraries
26 @direntry
27 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
28 @end direntry
30 @finalout
32 @titlepage
33 @sp 6
34 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
35 @sp 4
36 @center For GNU Emacs Lisp
37 @sp 1
38 @center as distributed with Emacs @value{EMACSVER}
39 @sp 5
40 @center Dave Gillespie
41 @center daveg@@synaptics.com
42 @page
43 @vskip 0pt plus 1filll
44 @insertcopying
45 @end titlepage
47 @contents
49 @ifnottex
50 @node Top
51 @top GNU Emacs Common Lisp Emulation
53 @insertcopying
54 @end ifnottex
56 @menu
57 * Overview::             Basics, usage, organization, naming conventions.
58 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}.
59 * Predicates::           Type predicates and equality predicates.
60 * Control Structure::    Assignment, conditionals, blocks, looping.
61 * Macros::               Destructuring, compiler macros.
62 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
63 * Symbols::              Property lists, creating symbols.
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
66 * Lists::                Functions, substitution, sets, associations.
67 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
68 * Assertions::           Assertions and type checking.
70 Appendices
71 * Efficiency Concerns::            Hints and techniques.
72 * Common Lisp Compatibility::      All known differences with Steele.
73 * Porting Common Lisp::            Hints for porting Common Lisp code.
74 * Obsolete Features::              Obsolete features.
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
77 Indexes
78 * Function Index::                 An entry for each documented function.
79 * Variable Index::                 An entry for each documented variable.
80 @end menu
82 @node Overview
83 @chapter Overview
85 @noindent
86 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
87 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
88 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
89 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
91 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
92 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
93 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
94 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
95 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
96 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
98 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
99 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
100 implementation of Common Lisp, it adds enough functionality
101 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
103 Some Common Lisp features have been omitted from this package
104 for various reasons:
106 @itemize @bullet
107 @item
108 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
109 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
110 examples of this group.  (The separate package EIEIO implements
111 a subset of CLOS functionality.  @xref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}.)
113 @item
114 Other features cannot be implemented without modification to the
115 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
116 case-insensitive symbols, and complex numbers.
117 This package generally makes no attempt to emulate these features.
119 @end itemize
121 This package was originally written by Dave Gillespie,
122 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
123 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
124 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
125 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
126 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
128 @menu
129 * Usage::                How to use this package.
130 * Organization::         The package's component files.
131 * Naming Conventions::   Notes on function names.
132 @end menu
134 @node Usage
135 @section Usage
137 @noindent
138 This package is distributed with Emacs, so there is no need
139 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
140 that uses features from this package should simply include at
141 the beginning:
143 @example
144 (require 'cl-lib)
145 @end example
147 @noindent
148 You may wish to add such a statement to your init file, if you
149 make frequent use of features from this package.
151 @node Organization
152 @section Organization
154 @noindent
155 The Common Lisp package is organized into four main files:
157 @table @file
158 @item cl-lib.el
159 This is the main file, which contains basic functions
160 and information about the package.  This file is relatively compact.
162 @item cl-extra.el
163 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
164 It is kept separate so that packages which only want to use Common
165 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
166 the overhead of loading the more advanced functions.
168 @item cl-seq.el
169 This file contains most of the advanced functions for operating
170 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
172 @item cl-macs.el
173 This file contains the features that are macros instead of functions.
174 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
175 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
176 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
177 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
178 won't take up memory unless you are compiling.
179 @end table
181 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
182 commands for the functions and macros in the other three files.
183 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
184 will take care of pulling in the other files when they are
185 needed.
187 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
188 this package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
189 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
190 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
191 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
192 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
193 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
194 @samp{cl-} prefix, e.g.@: @code{incf} in this example.  There are a few
195 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
196 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
197 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
198 suffix, e.g.@: @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
199 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
200 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
201 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
202 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
203 @xref{Obsolete Features}.
204 @c There is also cl-mapc, which was called cl-mapc even before cl-lib.el.
205 @c But not autoloaded, so maybe not much used?
207 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
208 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
209 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
210 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
211 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
212 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
214 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
215 routines from the older Quiroz @file{cl.el} package that are not otherwise
216 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
217 used in new code.
219 @node Naming Conventions
220 @section Naming Conventions
222 @noindent
223 Except where noted, all functions defined by this package have the
224 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
225 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
227 Internal function and variable names in the package are prefixed
228 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
229 @code{cl-} that were @emph{not} taken from Common Lisp:
231 @example
232 cl-callf           cl-callf2          cl-defsubst
233 cl-letf            cl-letf*
234 @end example
236 @c This is not uninteresting I suppose, but is of zero practical relevance
237 @c to the user, and seems like a hostage to changing implementation details.
238 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
239 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
241 @example
242 cl-evenp           cl-oddp            cl-minusp
243 cl-plusp           cl-endp            cl-subst
244 cl-copy-list       cl-list*           cl-ldiff
245 cl-rest            cl-decf [1]        cl-incf [1]
246 cl-acons           cl-adjoin [2]      cl-pairlis
247 cl-pushnew [1,2]   cl-declaim         cl-proclaim
248 cl-caaar@dots{}cl-cddddr                  cl-first@dots{}cl-tenth
249 cl-mapcar [3]
250 @end example
252 @noindent
253 [1] Only when @var{place} is a plain variable name.
255 @noindent
256 [2] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
257 and @code{:key} is not used.
259 @noindent
260 [3] Only for one sequence argument or two list arguments.
262 @node Program Structure
263 @chapter Program Structure
265 @noindent
266 This section describes features of this package that have to
267 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
268 and the @code{cl-eval-when} construct.
270 @menu
271 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
272 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
273 @end menu
275 @node Argument Lists
276 @section Argument Lists
278 @noindent
279 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
280 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
281 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
282 values for optional arguments, and it provides the additional markers
283 @code{&key} and @code{&aux}.
285 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
286 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
287 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
288 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
290 @defmac cl-defun name arglist body@dots{}
291 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
292 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
293 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
294 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
295 @end defmac
297 @defmac cl-defsubst name arglist body@dots{}
298 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
299 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
300 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
301 This is analogous to the @code{defsubst} form;
302 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
303 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
304 @c For some examples,
305 @c see http://lists.gnu.org/archive/html/emacs-devel/2012-11/msg00009.html
306 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
307 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
308 etc., to be done at compile-time whenever possible.
309 @end defmac
311 @defmac cl-defmacro name arglist body@dots{}
312 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
313 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
314 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
315 described in Steele's book @cite{Common Lisp, the Language}.
316 The @code{&whole} keyword is supported only
317 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
318 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
319 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
320 @var{name}.
321 @end defmac
323 @defmac cl-function symbol-or-lambda
324 This is identical to the regular @code{function} form,
325 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
326 form may use a full Common Lisp argument list.
327 @end defmac
329 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
330 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
331 full Common Lisp argument lists.
333 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
334 order to have access to most CL features in your function.
335 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
336 difference from @code{defun} is its more flexible argument
337 lists and its implicit block.
339 The full form of a Common Lisp argument list is
341 @example
342 (@var{var}@dots{}
343  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})@dots{}
344  &rest @var{var}
345  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})@dots{}
346  &aux (@var{var} @var{initform})@dots{})
347 @end example
349 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
350 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
351 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
353 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
354 These arguments must always be specified in a call to the function;
355 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
356 required arguments are concerned.
358 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
359 arguments may be specified in the function call; if they are not,
360 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
361 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
362 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
363 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
364 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
365 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
366 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
367 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
368 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
369 function to tell whether it was called with no argument, or with
370 the default value passed explicitly as an argument.
372 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
373 more arguments were passed to the function than are accounted for
374 by the required and optional arguments, those extra arguments are
375 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
376 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
377 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
378 macro contexts; this package accepts it all the time.
380 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
381 are optional arguments which are specified by name rather than
382 positionally in the argument list.  For example,
384 @example
385 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
386 @end example
388 @noindent
389 defines a function which may be called with one, two, or more
390 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
391 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
392 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
393 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
394 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
395 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
396 @code{t}.)
398 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
399 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
400 appears more than once in the function call, the first occurrence
401 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
402 to specify keyword arguments without specifying the optional
403 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
404 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
405 @code{2} is not a valid keyword.
407 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
408 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
410 @example
411 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
412 @end example
414 @noindent
416 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
417 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
418 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
419 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
420 function call, like this:
422 @example
423 (bar :a 10 'baz 42)
424 @end example
426 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
427 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
428 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
429 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
430 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
431 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
432 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
433 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
434 in the call.  For example:
436 @example
437 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
438   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
439       (if need (error "Thing not found"))))
440 @end example
442 @noindent
443 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
444 accepts other keyword arguments which are passed on to the
445 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
446 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
447 about each others' keywords in the arguments.
449 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
450 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
451 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
452 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
453 difference between the following two functions, except for a
454 matter of stylistic taste:
456 @example
457 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
458   @var{body})
460 (cl-defun foo (a b)
461   (let ((c (+ a b)) d)
462     @var{body}))
463 @end example
465 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
466 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
467 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
468 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
469 example) can be replaced by a list of variables, or more generally,
470 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
471 be a list whose elements match this recursive argument list.
472 For example:
474 @example
475 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
476                    &rest body)
477   @dots{})
478 @end example
480 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
481 of two or three items; if there are other arguments as well as this
482 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
483 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
484 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
485 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
486 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
487 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
488 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
489 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
490 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
491 support this usage.)
493 One last feature of destructuring is that the argument list may be
494 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
495 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
497 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
498 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
499 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
500 argument lists are rigorously checked.
502 @node Time of Evaluation
503 @section Time of Evaluation
505 @noindent
506 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
507 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
508 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
509 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
510 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
511 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
512 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
513 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
514 macros that are defined.
516 @defmac cl-eval-when (situations@dots{}) forms@dots{}
517 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
518 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
519 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
520 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
521 and @code{:execute}).
523 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
524 whether or not it is being compiled as a top-level form.
525 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
526 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
527 or buffers of code, and it appears either literally at the
528 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
530 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
531 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
532 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
533 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
535 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
536 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
537 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
538 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
539 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
540 (ignoring the body @var{forms}) if not.
542 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
543 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
544 some gruesome examples).
546 Some simple examples:
548 @example
549 ;; Top-level forms in foo.el:
550 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
551 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
552 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
553 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
554 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
555 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
556 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
557 @end example
559 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
560 the compilation itself:
562 @example
563 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
564 @end example
566 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
568 @example
569 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
570 @end example
572 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
573 be set:
575 @example
576 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
577 @end example
579 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
580 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
581 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
583 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
584 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
585 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
586 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
587 (compile load eval) @dots{})}.
588 @end defmac
590 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
591 @xref{Eval During Compile,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
592 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
593 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
595 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
596 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})}.
598 @defmac eval-when-compile forms@dots{}
599 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
600 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
601 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
602 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
603 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
604 or other reasons.
606 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
607 @end defmac
609 @defmac cl-load-time-value form
610 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
611 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
613 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
614 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
615 and gave it more well-defined semantics.
617 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
618 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
619 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
620 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
621 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
622 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
623 act exactly like @code{progn}.
625 @example
626 (defun report ()
627   (insert "This function was executed on: "
628           (current-time-string)
629           ", compiled on: "
630           (eval-when-compile (current-time-string))
631           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
632           ", and loaded on: "
633           (cl-load-time-value (current-time-string))))
634 @end example
636 @noindent
637 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
638 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
640 @example
641 (setq --temp-- (current-time-string))
642 (defun report ()
643   (insert "This function was executed on: "
644           (current-time-string)
645           ", compiled on: "
646           '"Wed Oct 31 16:32:28 2012"
647           ", and loaded on: "
648           --temp--))
649 @end example
650 @end defmac
652 @node Predicates
653 @chapter Predicates
655 @noindent
656 This section describes functions for testing whether various
657 facts are true or false.
659 @menu
660 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
661 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
662 @end menu
664 @node Type Predicates
665 @section Type Predicates
667 @defun cl-typep object type
668 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
669 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
670 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
671 @end defun
673 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
674 or a list beginning with a symbol.
676 @itemize @bullet
677 @item
678 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
679 symbol name to form the name of a predicate function for testing
680 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
681 than @samp{-p} are used when appropriate.)
683 @item
684 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
685 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
686 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
687 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
689 @item
690 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
691 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
692 @code{(null @var{object})}.
694 @item
695 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
696 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
697 @code{(atom @var{object})}.
699 @item
700 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
701 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
703 @item
704 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
705 integers in the range from 0 to 255.
707 @c No longer relevant, so covered by first item above (float -> floatp).
708 @ignore
709 @item
710 The type symbol @code{float} uses the @code{cl-floatp-safe} predicate
711 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
712 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
713 @end ignore
715 @item
716 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
717 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
718 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
719 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
720 is thus equivalent to @code{integer}.
722 @item
723 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
724 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
725 range.
727 @item
728 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
729 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
730 represents all objects that are integers or non-negative floats.
732 @item
733 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
734 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
735 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
736 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
738 @item
739 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
740 all objects for which @var{predicate} returns true when called
741 with that object as an argument.
742 @end itemize
744 The following function and macro (not technically predicates) are
745 related to @code{cl-typep}.
747 @defun cl-coerce object type
748 This function attempts to convert @var{object} to the specified
749 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
750 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
751 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
752 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
753 converted to that type if possible.  If @var{type} is
754 @code{character}, then strings of length one and symbols with
755 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
756 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
757 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
758 error.
759 @end defun
761 @defmac cl-deftype name arglist forms@dots{}
762 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
763 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
764 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
765 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
766 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
767 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}
768 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
769 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
770 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
771 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
772 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
773 default.  Some examples:
775 @example
776 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
777 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
778 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
779   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
780 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
781 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
782 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
783 @end example
785 @noindent
786 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
787 type specifier could be implemented if desired; this package does
788 not implement @code{unsigned-byte} by default.
789 @end defmac
791 The @code{cl-typecase} (@pxref{Conditionals}) and @code{cl-check-type}
792 (@pxref{Assertions}) macros also use type names.  The @code{cl-map},
793 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
794 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
796 @node Equality Predicates
797 @section Equality Predicates
799 @noindent
800 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
802 @defun cl-equalp a b
803 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
804 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
805 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
806 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
807 objects are compared as if by @code{equal}.
809 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
810 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
811 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
812 in this package since Emacs does not distinguish between integers
813 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
814 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
815 not compare strings against vectors of integers.
816 @end defun
818 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
819 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
820 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
821 In Emacs, use @code{memq} (or @code{cl-member}) and @code{assq} (or
822 @code{cl-assoc}) to get functions which use @code{eql} for comparisons.
824 @node Control Structure
825 @chapter Control Structure
827 @noindent
828 The features described in the following sections implement
829 various advanced control structures, including extensions to the
830 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
831 constructs.
833 @menu
834 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
835 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
836 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{cl-flet}, @code{cl-macrolet}.
837 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
838 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
839 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
840 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{loop} macro.
841 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
842 @end menu
844 @node Assignment
845 @section Assignment
847 @noindent
848 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
849 assignments are done in parallel rather than sequentially.
851 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
852 This special form (actually a macro) is used to assign to several
853 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
854 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
855 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
856 and then stores the corresponding variables afterwards.
858 @example
859 (setq x 2 y 3)
860 (setq x (+ x y)  y (* x y))
862      @result{} 5
863 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
864      @result{} 15
865 (setq x 2 y 3)
866 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
868      @result{} 5
869 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
870      @result{} 6
871 @end example
873 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
874 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
875 provides an even more convenient way to swap two variables;
876 @pxref{Modify Macros}.)
878 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
879 @end defmac
881 @node Generalized Variables
882 @section Generalized Variables
884 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
885 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
886 form is a regular Lisp variable.  But the @sc{car}s and @sc{cdr}s of lists,
887 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
888 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
889 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
890 This package provides several additional features related to
891 generalized variables.
893 @menu
894 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
895 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{cl-letf}, @code{cl-callf}, etc.
896 @end menu
898 @node Setf Extensions
899 @subsection Setf Extensions
901 Several standard (e.g.@: @code{car}) and Emacs-specific
902 (e.g.@: @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
903 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
905 @itemize
906 @item
907 Functions from this package:
908 @example
909 cl-rest        cl-subseq      cl-get         cl-getf
910 cl-caaar@dots{}cl-cddddr          cl-first@dots{}cl-tenth
911 @end example
913 @noindent
914 Note that for @code{cl-getf} (as for @code{nthcdr}), the list argument
915 of the function must itself be a valid @var{place} form.
917 @item
918 General Emacs Lisp functions:
919 @example
920 buffer-file-name                   getenv
921 buffer-modified-p                  global-key-binding
922 buffer-name                        local-key-binding
923 buffer-string                      mark
924 buffer-substring                   mark-marker
925 current-buffer                     marker-position
926 current-case-table                 mouse-position
927 current-column                     point
928 current-global-map                 point-marker
929 current-input-mode                 point-max
930 current-local-map                  point-min
931 current-window-configuration       read-mouse-position
932 default-file-modes                 screen-height
933 documentation-property             screen-width
934 face-background                    selected-window
935 face-background-pixmap             selected-screen
936 face-font                          selected-frame
937 face-foreground                    standard-case-table
938 face-underline-p                   syntax-table
939 file-modes                         visited-file-modtime
940 frame-height                       window-height
941 frame-parameters                   window-width
942 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
943 frame-width                        x-get-selection
944 get-register
945 @end example
947 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
948 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
949 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
950 sequences of code when they are used with @code{setf}
951 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
953 @item
954 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
955 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
956 current value is a string, and where the value stored is also a
957 string.  The new string is spliced into the specified part of the
958 destination string.  For example:
960 @example
961 (setq a (list "hello" "world"))
962      @result{} ("hello" "world")
963 (cadr a)
964      @result{} "world"
965 (substring (cadr a) 2 4)
966      @result{} "rl"
967 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
968      @result{} "o"
969 (cadr a)
970      @result{} "wood"
972      @result{} ("hello" "wood")
973 @end example
975 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
976 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
978 @c FIXME?  Also `eq'? (see cl-lib.el)
980 @c Currently commented out in cl.el.
981 @ignore
982 @item
983 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
984 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
985 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
986 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
987 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
988 only interesting when used with places you define yourself with
989 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
990 @xref{Obsolete Setf Customization}.
991 @end ignore
993 @c FIXME?  Is this still true?
994 @item
995 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
996 is applied to the resulting form.
997 @end itemize
999 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
1000 @c Contrast with the cl-incf example later on.
1001 @c Here it really only serves as a contrast to wrong-order.
1002 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1003 the proper left-to-right order; for example,
1005 @example
1006 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
1007 @end example
1009 @noindent
1010 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
1011 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1012 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1013 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1014 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1015 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1016 order.)
1018 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1019 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1020 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1022 @example
1023 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1024 @end example
1026 @noindent
1027 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1028 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1029 to @code{wrong-order}.
1031 @node Modify Macros
1032 @subsection Modify Macros
1034 @noindent
1035 This package defines a number of macros that operate on generalized
1036 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1037 is just a variable name.
1039 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1040 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1041 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1042 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1043 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1044 all the assignments are done (in an undefined order).
1045 @end defmac
1047 @defmac cl-incf place &optional x
1048 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1049 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1050 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1051 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1053 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1054 of evaluation.  For example,
1056 @example
1057 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1058 @end example
1060 @noindent
1061 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1062 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1063 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1064 ``obvious'' expansion,
1066 @example
1067 (setf (aref vec (cl-incf i))
1068       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1069 @end example
1071 @noindent
1072 but rather to something more like
1074 @example
1075 (let ((temp (cl-incf i)))
1076   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1077 @end example
1079 @noindent
1080 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1081 the other generalized-variable macros.
1083 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1084 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1085 @code{(forward-char @var{n})}.
1086 @end defmac
1088 @defmac cl-decf place &optional x
1089 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1090 by @var{x} if specified.
1091 @end defmac
1093 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1094 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1095 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1096 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1097 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1098 @xref{Lists as Sets}.
1099 @end defmac
1101 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1102 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1103 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1104 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1105 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1106 @var{d})} is equivalent to
1108 @example
1109 (prog1
1110     @var{a}
1111   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1112             @var{b} @var{c}
1113             @var{c} @var{d}))
1114 @end example
1116 @noindent
1117 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1118 evaluated only once each and in the apparent order.
1119 @end defmac
1121 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1122 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1123 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1125 @example
1126 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1127           @var{b} @var{c}
1128           @var{c} @var{d}
1129           @var{d} @var{a})
1130 @end example
1132 @noindent
1133 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1134 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1135 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1136 @end defmac
1138 The following macros were invented for this package; they have no
1139 analogues in Common Lisp.
1141 @defmac cl-letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1142 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1143 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1144 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1145 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1146 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1147 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1148 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1149 error.
1151 For example,
1153 @example
1154 (cl-letf (((point) (point-min))
1155           (a 17))
1156      @dots{})
1157 @end example
1159 @noindent
1160 moves point in the current buffer to the beginning of the buffer,
1161 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1162 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1163 is set back to its original value and point is moved back to its
1164 original position.
1166 Note that @code{cl-letf} on @code{(point)} is not quite like a
1167 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1168 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1169 a @code{cl-letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1170 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1171 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1172 marker as the stored value.)
1174 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1175 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1176 be ambiguous in @code{cl-letf} and is not allowed.
1178 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1179 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1180 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1181 on entry to the body, and the only effect of the @code{cl-letf} is
1182 to restore the original value of @var{place} afterwards.
1183 @c I suspect this may no longer be true; either way it's
1184 @c implementation detail and so not essential to document.
1185 @ignore
1186 (The redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1187 @var{place})} example does not actually occur.)
1188 @end ignore
1190 Note that in this case, and in fact almost every case, @var{place}
1191 must have a well-defined value outside the @code{cl-letf} body.
1192 There is essentially only one exception to this, which is @var{place}
1193 a plain variable with a specified @var{value} (such as @code{(a 17)}
1194 in the above example).
1195 @c See http://debbugs.gnu.org/12758
1196 @c Some or all of this was true for cl.el, but not for cl-lib.el.
1197 @ignore
1198 The only exceptions are plain variables and calls to
1199 @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.  If the symbol is not
1200 bound on entry, it is simply made unbound by @code{makunbound} or
1201 @code{fmakunbound} on exit.
1202 @end ignore
1204 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1205 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1206 @end defmac
1208 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1209 This macro is to @code{cl-letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1210 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1211 @end defmac
1213 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1214 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1215 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1216 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1217 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1218 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1219 Some more examples:
1221 @example
1222 (cl-callf abs my-number)
1223 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1224 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1225 @end example
1227 Note again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1228 @end defmac
1230 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1231 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1232 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1233 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1234 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1235 @end defmac
1237 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1238 blocks for other macros like @code{cl-incf}, and @code{cl-pushnew}.
1239 The @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} macros are used in the processing
1240 of symbol macros; @pxref{Macro Bindings}.
1243 @node Variable Bindings
1244 @section Variable Bindings
1246 @noindent
1247 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1248 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1250 @xref{Modify Macros}, for the @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} forms which
1251 are also related to variable bindings.
1253 @menu
1254 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1255 * Function Bindings::    @code{cl-flet} and @code{cl-labels}.
1256 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1257 @end menu
1259 @node Dynamic Bindings
1260 @subsection Dynamic Bindings
1262 @noindent
1263 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1264 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1265 bind variables whose names are computed at run-time.
1267 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1268 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1269 set of variables computed at run-time.  The expressions
1270 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1271 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1272 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1273 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1274 are bound to @code{nil}.
1275 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1276 are ignored.
1277 @end defmac
1279 @node Function Bindings
1280 @subsection Function Bindings
1282 @noindent
1283 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1284 of variables.
1286 @defmac cl-flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1287 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1288 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1289 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1290 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1291 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1292 accordingly for the duration of the body of the @code{cl-flet}; then
1293 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1295 You can use @code{cl-flet} to disable or modify the behavior of
1296 functions (including Emacs primitives) in a temporary, localized fashion.
1297 (Compare this with the idea of advising functions.
1298 @xref{Advising Functions,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
1300 The bindings are lexical in scope.  This means that all references to
1301 the named functions must appear physically within the body of the
1302 @code{cl-flet} form.
1304 Functions defined by @code{cl-flet} may use the full Common Lisp
1305 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1306 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1307 @xref{Program Structure}.
1309 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1310 differently.  In particular, its binding is dynamic rather than
1311 lexical.  @xref{Obsolete Macros}.
1312 @end defmac
1314 @defmac cl-labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1315 The @code{cl-labels} form is like @code{cl-flet}, except that
1316 the function bindings can be recursive.  The scoping is lexical,
1317 but you can only capture functions in closures if
1318 @code{lexical-binding} is @code{t}.
1319 @xref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and
1320 @ref{Using Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
1322 Lexical scoping means that all references to the named
1323 functions must appear physically within the body of the
1324 @code{cl-labels} form.  References may appear both in the body
1325 @var{forms} of @code{cl-labels} itself, and in the bodies of
1326 the functions themselves.  Thus, @code{cl-labels} can define
1327 local recursive functions, or mutually-recursive sets of functions.
1329 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1330 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1331 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1333 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1334 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1335 @end defmac
1337 @node Macro Bindings
1338 @subsection Macro Bindings
1340 @noindent
1341 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1343 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1344 This form is analogous to @code{cl-flet}, but for macros instead of
1345 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1346 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1347 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1348 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1350 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is always lexically
1351 scoped.  The @code{cl-macrolet} binding will
1352 affect only calls that appear physically within the body
1353 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1354 body.
1355 @end defmac
1357 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1358 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1359 like variable references rather than function calls.  Each
1360 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1361 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1362 replaced by @var{expansion}.
1364 @example
1365 (setq bar '(5 . 9))
1366 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1367   (cl-incf foo))
1369      @result{} (6 . 9)
1370 @end example
1372 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1373 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1374 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1376 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1377 treated like a @code{cl-letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1378 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1379 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1380 such shadowing does not occur, even when @code{lexical-binding} is
1381 @c See http://debbugs.gnu.org/12119
1382 @code{t}.  (This behavior predates the addition of lexical binding to
1383 Emacs Lisp, and may change in future to respect @code{lexical-binding}.)
1384 At present in this package, only @code{lexical-let} and
1385 @code{lexical-let*} will shadow a symbol macro.  @xref{Obsolete
1386 Lexical Binding}.
1388 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1389 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1390 expansion of another macro:
1392 @example
1393 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1394   (let ((var (cl-gensym)))
1395     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1396           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1397                     (list (list x (list 'car var)))
1398                     body))))
1400 (setq mylist '(1 2 3 4))
1401 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1402 mylist
1403      @result{} (2 3 4 5)
1404 @end example
1406 @noindent
1407 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1408 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1409 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1410 shown here expands to
1412 @example
1413 (cl-loop for G1234 on mylist do
1414       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1415         (cl-incf x)))
1416 @end example
1418 @noindent
1419 which in turn expands to
1421 @example
1422 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1423 @end example
1425 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1426 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1427 works much like @code{my-dolist}.
1428 @end defmac
1430 @node Conditionals
1431 @section Conditionals
1433 @noindent
1434 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1435 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1437 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1438 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1439 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1440 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1441 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1442 of the form
1444 @example
1445 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1446 @end example
1448 @noindent
1449 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1450 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1451 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1452 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1453 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1454 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1455 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1456 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1457 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1458 enclose the symbol in a list.)
1460 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1461 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1462 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1464 @example
1465 (cl-case (read-char)
1466   (?a (do-a-thing))
1467   (?b (do-b-thing))
1468   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1469   (t (do-other-thing)))
1470 @end example
1471 @end defmac
1473 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1474 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1475 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1476 simply returning @code{nil}.
1477 @end defmac
1479 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1480 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1481 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1482 @samp{(@var{type} @var{body}@dots{})}.  @xref{Type Predicates},
1483 for a description of type specifiers.  For example,
1485 @example
1486 (cl-typecase x
1487   (integer (munch-integer x))
1488   (float (munch-float x))
1489   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1490   (t (munch-anything x)))
1491 @end example
1493 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1494 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1495 several types, use an @code{(or @dots{})} type specifier.
1496 @end defmac
1498 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1499 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1500 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1501 simply returning @code{nil}.
1502 @end defmac
1504 @node Blocks and Exits
1505 @section Blocks and Exits
1507 @noindent
1508 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1509 similar to @code{catch} and @code{throw}, with lexical scoping.
1510 This package actually implements @code{cl-block}
1511 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1512 byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1513 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1515 @defmac cl-block name forms@dots{}
1516 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1517 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1518 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1519 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1520 a @code{cl-return-from} occurs.
1522 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1523 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1524 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1525 (such as quoted symbols) that evaluate to a tag at run-time; and
1526 also that blocks are always lexically scoped.
1527 In a dynamically scoped @code{catch}, functions called from the
1528 @code{catch} body can also @code{throw} to the @code{catch}.  This
1529 is not an option for @code{cl-block}, where
1530 the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1531 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1532 They may not appear within other called functions, although they may
1533 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1534 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1536 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1537 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1538 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1539 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1540 forms, which do create the implicit block.
1542 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1543 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1544 just as in Common Lisp.
1546 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp's @code{catch}
1547 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1548 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1549 the byte compiler will optimize away the @code{catch}
1550 if the block does
1551 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1552 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1553 functions that don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1554 support it.
1555 @end defmac
1557 @defmac cl-return-from name [result]
1558 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1559 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1560 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1561 Otherwise, @code{nil} is returned.
1562 @end defmac
1564 @defmac cl-return [result]
1565 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1566 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1567 themselves in @code{nil} blocks.
1568 @end defmac
1570 @node Iteration
1571 @section Iteration
1573 @noindent
1574 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1575 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic loop forms
1576 (@pxref{Iteration,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
1578 @defmac cl-loop forms@dots{}
1579 This package supports both the simple, old-style meaning of
1580 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1581 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1582 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1583 The simple form of @code{loop} is described here.
1585 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1586 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1587 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1588 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1590 @example
1591 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1592 @end example
1594 @noindent
1595 is exactly equivalent to
1597 @example
1598 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1599 @end example
1601 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1602 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1603 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1604 in the above notation would simply access and throw away the
1605 value of a variable.)
1606 @end defmac
1608 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1609 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1610 of the form
1612 @example
1613 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1614 @end example
1616 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1617 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1618 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1619 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1620 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1621 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1622 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1623 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1624 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1626 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1627 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1628 loop at any time.
1630 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1631 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1632 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1633 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1634 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1635 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1636 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1637 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1638 @code{let}.
1640 This example (from Steele) illustrates a loop that applies the
1641 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1642 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1643 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1644 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1645 the rest of the loop.
1647 @example
1648 (cl-do ((x foo (cdr x))
1649         (y bar (cdr y))
1650         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1651      ((or (null x) (null y))
1652       (nreverse z)))
1653 @end example
1654 @end defmac
1656 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1657 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1658 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1659 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1660 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1662 Here is another way to write the above loop:
1664 @example
1665 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1666          (yp bar (cdr yp))
1667          (x (car xp) (car xp))
1668          (y (car yp) (car yp))
1669          z)
1670   ((or (null xp) (null yp))
1671    (nreverse z))
1672   (push (f x y) z))
1673 @end example
1674 @end defmac
1676 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1677 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dolist},
1678 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1679 @end defmac
1681 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1682 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dotimes},
1683 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1684 The body is executed with @var{var} bound to the integers
1685 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1686 @c FIXME lispref does not state this part explicitly, could move this there.
1687 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1688 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1689 to get the return value for the loop form.
1690 @end defmac
1692 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1693 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1694 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1695 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1696 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1697 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1698 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1699 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1700 @end defmac
1702 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1703 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1704 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1705 @end defmac
1707 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1708 iterating over vectors or lists.
1710 @node Loop Facility
1711 @section Loop Facility
1713 @noindent
1714 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs was
1715 that they were either too simple and limited, such as @code{dotimes}
1716 or @code{while}, or too unreadable and obscure, like Common Lisp's
1717 @code{do} loop.
1719 To remedy this, Common Lisp added a construct called the ``Loop
1720 Facility'' or ``@code{loop} macro'', with an easy-to-use but very
1721 powerful and expressive syntax.
1723 @menu
1724 * Loop Basics::           The @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1725 * Loop Examples::         Working examples of the @code{cl-loop} macro.
1726 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1727 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1728 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1729 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1730 @end menu
1732 @node Loop Basics
1733 @subsection Loop Basics
1735 @noindent
1736 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1737 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1738 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1739 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1741 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1742 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1743 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1745 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1746 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1747 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1748 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1749 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1750 specify initializations, such as the binding of temporary
1751 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1752 and final cleanup.
1754 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1755 loop:
1757 @example
1758 (loop @var{name-clause}
1759       @var{var-clauses}@dots{}
1760       @var{action-clauses}@dots{})
1761 @end example
1763 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1764 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1765 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1766 variables should be bound during the loop, and how they should
1767 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1768 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1769 as computing, collecting, and returning values.
1771 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1772 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1773 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1774 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1775 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1777 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1778 them to return a value by using an accumulation clause like
1779 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1780 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1781 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1782 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1783 break out of the loop.)
1784 @end defmac
1786 The following sections give some examples of the loop macro in
1787 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1788 Consult the second edition of Steele for additional discussion
1789 and examples.
1791 @node Loop Examples
1792 @subsection Loop Examples
1794 @noindent
1795 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1796 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1797 language.
1799 @example
1800 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1801          collect (buffer-file-name buf))
1802 @end example
1804 @noindent
1805 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1806 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1807 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1808 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
1809 The result is a list of the file names of all the buffers in
1810 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
1811 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
1813 @example
1814 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
1815 @end example
1817 @noindent
1818 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
1819 current buffer.
1821 @example
1822 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
1823 @end example
1825 @noindent
1826 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
1827 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
1828 the loop exits immediately.
1830 @example
1831 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
1832 @end example
1834 @noindent
1835 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
1836 is always called at least once.
1838 @example
1839 (cl-loop for x from 1 to 100
1840          for y = (* x x)
1841          until (>= y 729)
1842          finally return (list x (= y 729)))
1843 @end example
1845 @noindent
1846 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
1847 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
1848 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
1849 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
1850 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
1851 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
1852 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
1853 clause gives a condition for terminating the loop, and the
1854 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
1855 (This particular example was written less concisely than it
1856 could have been, just for the sake of illustration.)
1858 Note that even though this loop contains three clauses (two
1859 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
1860 define loops all by themselves, it still creates a single loop
1861 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
1862 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
1864 @node For Clauses
1865 @subsection For Clauses
1867 @noindent
1868 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
1869 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
1870 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
1871 and usually an end condition based on those variables.
1873 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
1874 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
1875 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
1876 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
1877 the type of iteration; in this package both @code{being} and
1878 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
1879 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
1880 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
1881 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
1882 is purely a matter of style.
1884 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
1886 @example
1887 (setq i 'happy)
1888 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
1890      @result{} happy
1891 @end example
1893 @table @code
1894 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
1895 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
1896 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
1897 term so that the clause is marked as a counting clause.
1899 The three expressions are the starting value, the ending value, and
1900 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
1901 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
1902 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
1903 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
1904 counts forever without stopping (unless stopped by some other
1905 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
1906 counts in steps of one.
1908 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
1909 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
1910 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
1911 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
1912 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
1913 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
1914 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
1915 that they are exclusive rather than inclusive limits:
1917 @example
1918 (cl-loop for x to 10 collect x)
1919         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
1920 (cl-loop for x below 10 collect x)
1921         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
1922 @end example
1924 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
1925 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
1926 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
1927 itself.
1929 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
1930 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
1931 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
1932 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
1933 function taking one argument.  For example:
1935 @example
1936 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
1937         @result{} (1 4 9 16 25 36)
1938 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
1939         @result{} (1 9 25)
1940 @end example
1942 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
1943 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
1945 @example
1946 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
1947         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
1948 @end example
1950 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
1951 must be a list.  For example:
1953 @example
1954 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
1955 @end example
1957 @noindent
1958 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
1959 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
1960 @var{x} was the last animal in the sequence.
1962 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
1963 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
1964 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
1965 rather than just a temporary variable.  For example,
1967 @example
1968 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
1969 @end example
1971 @noindent
1972 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
1973 is an extension to standard Common Lisp.
1975 @item for @var{var} across @var{array}
1976 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
1977 which may be a vector or a string.
1979 @example
1980 (cl-loop for x across "aeiou"
1981          do (use-vowel (char-to-string x)))
1982 @end example
1984 @item for @var{var} across-ref @var{array}
1985 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
1986 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
1988 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
1989 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
1990 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
1991 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
1992 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
1993 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
1994 the successive indices (starting at 0) of the elements.
1996 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
1997 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence @dots{})}
1998 term of the older macros is not supported.
2000 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2001 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2002 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2004 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2005 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2006 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2007 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2008 an unspecified order.
2010 As an example,
2012 @example
2013 (cl-loop for sym being the symbols
2014          when (fboundp sym)
2015          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2016          collect sym)
2017 @end example
2019 @noindent
2020 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2022 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2023 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2025 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2026 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2027 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2028 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2029 one of these types of clauses with other clauses like @code{for @dots{} to}
2030 or @code{while}.
2032 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2033 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2034 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2035 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2036 a second variable to the opposite part.
2038 @example
2039 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2040                using (hash-values v)
2041          do
2042          (message "key %S -> value %S" k v))
2043 @end example
2045 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2046 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2047 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2048 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2049 (parent) keymaps.
2050 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2051 together.
2053 @example
2054 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2055                using (key-bindings b)
2056          do
2057          (message "key %S -> binding %S" c b))
2058 @end example
2061 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2062 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2063 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2064 vectors.  The strings or vectors
2065 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2066 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings @dots{})}
2067 clause to get the command bindings as well.
2069 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2070 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2071 (the clause @code{extents} is synonymous
2072 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2073 buffer is used.
2074 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2075 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2076 overlap the specified region.
2078 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2079 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2080 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2081 of start and end positions, where one start position is always equal
2082 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2083 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2084 term restricts the search to just the specified property.  The
2085 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2087 @item for @var{var} being the frames
2088 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2089 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2090 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2092 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2093 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2094 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2095 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2096 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2097 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2098 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2099 @code{walk-windows} instead.
2101 @item for @var{var} being the buffers
2102 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2103 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2105 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2106 This clause does a general iteration.  The first time through
2107 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2108 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2109 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2110 these two loops are effectively the same:
2112 @example
2113 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do @dots{})
2114 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do @dots{})
2115 @end example
2117 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2118 of terminating condition; the above example combines it with a
2119 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2121 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2122 the initial setting and for successive settings:
2124 @example
2125 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2126 @end example
2128 @noindent
2129 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2130 function until it gets a positive one, which it then returns.
2131 @end table
2133 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2134 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2135 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2136 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2137 and @code{cl-psetq}).
2139 @example
2140 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2141         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2142 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2143         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2144 @end example
2146 @noindent
2147 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2148 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2149 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2150 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2151 through the loop.
2153 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @emph{destructuring},
2154 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}
2155 (@pxref{Argument Lists}).
2156 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2157 of variables instead of a single variable.  The values produced
2158 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2159 stored in the corresponding variables.
2161 @example
2162 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2163         @result{} (5 9 13)
2164 @end example
2166 In loop destructuring, if there are more values than variables
2167 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2168 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2169 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2170 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2171 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2172 to process an alist
2174 @example
2175 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2176          collect value)
2177         @result{} (1 2)
2178 @end example
2180 @node Iteration Clauses
2181 @subsection Iteration Clauses
2183 @noindent
2184 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2185 that control the way the loop operates.  They might be used by
2186 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2188 @table @code
2189 @item repeat @var{integer}
2190 This clause simply counts up to the specified number using an
2191 internal temporary variable.  The loops
2193 @example
2194 (cl-loop repeat (1+ n) do @dots{})
2195 (cl-loop for temp to n do @dots{})
2196 @end example
2198 @noindent
2199 are identical except that the second one forces you to choose
2200 a name for a variable you aren't actually going to use.
2202 @item while @var{condition}
2203 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2204 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2205 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2206 that surrounds the second one:
2208 @example
2209 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2210 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2211 @end example
2213 @item until @var{condition}
2214 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2215 i.e., non-@code{nil}.
2217 @item always @var{condition}
2218 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2219 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2220 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2221 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2223 @example
2224 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2225     (some-big-sizes)
2226   (no-big-sizes))
2227 @end example
2229 @item never @var{condition}
2230 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2231 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2233 @item thereis @var{condition}
2234 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2235 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2236 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2237 @end table
2239 @node Accumulation Clauses
2240 @subsection Accumulation Clauses
2242 @noindent
2243 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2244 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2245 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2247 @table @code
2248 @item collect @var{form}
2249 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2250 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2252 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2253 likewise for the other accumulation clauses.
2255 @item append @var{form}
2256 This clause collects lists of values into a result list using
2257 @code{append}.
2259 @item nconc @var{form}
2260 This clause collects lists of values into a result list by
2261 destructively modifying the lists rather than copying them.
2263 @item concat @var{form}
2264 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2265 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2266 standard Common Lisp.)
2268 @item vconcat @var{form}
2269 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2270 into a vector.
2272 @item count @var{form}
2273 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2274 evaluates to a non-@code{nil} value.
2276 @item sum @var{form}
2277 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2278 @var{form}, which must evaluate to a number.
2280 @item maximize @var{form}
2281 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2282 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2283 @code{maximize} is executed zero times.
2285 @item minimize @var{form}
2286 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2287 @end table
2289 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2290 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2291 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2292 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2293 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2294 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2295 the accumulated result.
2297 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2298 accumulate into the same place.  From Steele:
2300 @example
2301 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2302          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2303          collect name
2304          append kids)
2305         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2306 @end example
2308 @node Other Clauses
2309 @subsection Other Clauses
2311 @noindent
2312 This section describes the remaining loop clauses.
2314 @table @code
2315 @item with @var{var} = @var{value}
2316 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2317 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2318 loops are basically equivalent:
2320 @example
2321 (cl-loop with x = 17 do @dots{})
2322 (let ((x 17)) (cl-loop do @dots{}))
2323 (cl-loop for x = 17 then x do @dots{})
2324 @end example
2326 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2327 in the rest of the loop.  For example:
2329 @example
2330 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2331          finally return res)
2332 @end example
2334 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2335 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2336 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2337 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2338 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2339 front of @code{res} rather than the end.
2341 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2342 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2343 unnecessary.)
2345 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2346 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2347 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2348 @code{let} instead.
2350 @item if @var{condition} @var{clause}
2351 This clause executes the following loop clause only if the specified
2352 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2353 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2354 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2355 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2356 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2357 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2358 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2360 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2361 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2363 @example
2364 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2365      @result{} (6 13 -1)
2366 (cl-loop for x below 10
2367          if (cl-oddp x)
2368            collect x into odds
2369            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2370          else
2371            collect x into evens
2372          finally return (vector odds evens))
2373         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2374 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2375      @result{} (6 7 13 -1)
2376 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2377         @result{} (13 -1)
2378 @end example
2380 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2381 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2382 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2383 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2384 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2385 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2386 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2387 returns early; the actual returned value is based on the result
2388 of the @code{memq} call.
2390 @item when @var{condition} @var{clause}
2391 This clause is just a synonym for @code{if}.
2393 @item unless @var{condition} @var{clause}
2394 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2395 sense of the condition is reversed.
2397 @item named @var{name}
2398 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2399 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2400 used as the block name.
2402 @item initially [do] @var{forms}@dots{}
2403 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2404 executed before the loop itself begins (but after any variables
2405 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2406 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2407 if there are several, they are executed in the order they appear
2408 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2410 @item finally [do] @var{forms}@dots{}
2411 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2412 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2413 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2414 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2415 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2417 @item finally return @var{form}
2418 This says that @var{form} should be executed after the loop
2419 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2420 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2421 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2422 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2423 is executed.
2425 @item do @var{forms}@dots{}
2426 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2427 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2428 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2429 @code{do}.
2431 @item return @var{form}
2432 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2433 Lisp form is evaluated to give the return value of the loop
2434 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2435 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2436 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2437 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2439 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2440 @samp{do (cl-return @var{form})} (or @code{cl-return-from} if the loop
2441 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2442 efficiently, though.
2443 @end table
2445 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop},
2446 this package does offer two properties called @code{cl-loop-handler}
2447 and @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when a
2448 given symbol is encountered as a top-level loop clause or @code{for}
2449 clause, respectively.  Consult the source code in file
2450 @file{cl-macs.el} for details.
2452 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2453 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2454 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses that
2455 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2456 buffers are Emacs-specific extensions.
2458 @node Multiple Values
2459 @section Multiple Values
2461 @noindent
2462 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2463 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2464 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2465 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2466 than one value either return just the first value (as in
2467 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values.
2468 This package @emph{does} define placeholders
2469 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2470 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2471 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2472 in Emacs.
2474 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2475 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2476 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2477 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2478 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2479 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2480 values, the excess values are ignored.
2481 @end defmac
2483 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2484 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2485 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2486 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2487 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2488 @end defmac
2490 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2491 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2493 @node Macros
2494 @chapter Macros
2496 @noindent
2497 This package implements the various Common Lisp features of
2498 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2499 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2500 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2501 @xref{Argument Lists}.
2503 Destructuring is made available to the user by way of the
2504 following macro:
2506 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2507 This macro expands to code that executes @var{forms}, with
2508 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2509 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2510 the features allowed for @code{cl-defmacro} argument lists,
2511 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2512 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2513 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2514 or with incorrect keyword arguments.
2515 @end defmac
2517 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2518 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2519 optimizations for your functions.
2521 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2522 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2523 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2524 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2525 @code{macroexpand} function.
2527 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2528 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2529 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2530 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2531 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2532 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2533 function, leaving complicated cases alone.
2535 For example, here is a simplified version of a definition that
2536 appears as a standard part of this package:
2538 @example
2539 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2540      (if (and (null keys)
2541               (eq (car-safe a) 'quote)
2542               (not (floatp (cadr a))))
2543          (list 'memq a list)
2544        form))
2545 @end example
2547 @noindent
2548 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2549 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2550 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2551 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2552 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2553 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2554 common @code{:test} predicates.)
2555 @end defmac
2557 @defun cl-compiler-macroexpand form
2558 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2559 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2560 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2561 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2562 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2563 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2564 for which no further expansion is possible.
2565 @end defun
2567 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2568 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2569 definitions.
2571 @node Declarations
2572 @chapter Declarations
2574 @noindent
2575 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2576 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2577 about the types of data that will be stored in particular variables,
2578 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2579 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2580 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
2581 and @code{the}.
2583 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in Emacs
2584 Lisp.  For example, the byte-code system provides little
2585 opportunity to benefit from type information.
2586 @ignore
2587 and @code{special} declarations are redundant in a fully
2588 dynamically-scoped Lisp.
2589 @end ignore
2590 A few declarations are meaningful when byte compiler optimizations
2591 are enabled, as they are by the default.  Otherwise these
2592 declarations will effectively be ignored.
2594 @defun cl-proclaim decl-spec
2595 This function records a ``global'' declaration specified by
2596 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2597 is evaluated and thus should normally be quoted.
2598 @end defun
2600 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2601 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2602 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2603 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts @code{(cl-eval-when
2604 (compile load eval) @dots{})} around the declarations so that they will
2605 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2606 since normally the declarations are meant to influence the way the
2607 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2608 form.)
2609 @end defmac
2611 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2612 This macro is used to make declarations within functions and other
2613 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2614 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2615 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2616 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2617 is @code{special}.
2618 @end defmac
2620 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2621 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2622 @end defmac
2624 @defmac cl-the type form
2625 Type information provided by @code{cl-the} is ignored in this package;
2626 in other words, @code{(cl-the @var{type} @var{form})} is equivalent to
2627 @var{form}.  Future byte-compiler optimizations may make use of this
2628 information.
2630 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2631 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2632 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2633 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2634 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2635 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2636 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2637 @end defmac
2639 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2640 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2641 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2642 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2643 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2644 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2645 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2647 @table @code
2648 @item special
2649 @c FIXME ?
2650 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2651 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2652 simply tell the byte compiler that the specified
2653 variables are intentionally being referred to without being
2654 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2655 warnings for such references, since they could be typographical
2656 errors for references to local variables.
2658 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2659 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})}.
2661 In top-level contexts, it is generally better to write
2662 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2663 since @code{defvar} makes your intentions clearer.
2665 @item inline
2666 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2667 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2668 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2669 the function @code{cl-acons} is declared @code{inline}
2670 by this package so that the form @code{(cl-acons @var{key} @var{value}
2671 @var{alist})} will
2672 expand directly into @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}
2673 when it is called in user functions, so as to save function calls.
2675 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2676 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2677 and declare it inline all at once.
2679 @example
2680 (cl-declaim (inline foo bar))
2681 (cl-eval-when (compile load eval)
2682   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2683 (defsubst foo (@dots{}) @dots{})       ; instead of defun
2684 @end example
2686 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2687 containing source file is done.  It is correct to use it to
2688 request that a function you have defined should be inlined,
2689 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2690 function.
2692 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
2693 before a particular call to a function to cause just that call to
2694 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2695 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2696 this package.
2698 @item notinline
2699 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2700 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2701 declaration.
2703 @item optimize
2704 This declaration controls how much optimization is performed by
2705 the compiler.
2707 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2708 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2709 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2710 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2711 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2712 The default level for both qualities is 1.
2714 In this package, the @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2715 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2716 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2717 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2718 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2719 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2720 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2721 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2722 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2723 at run-time.)
2725 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2726 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2727 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2728 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2729 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2731 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2732 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2733 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
2734 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2735 current byte-compiler.  (The @code{cl-declare}
2736 will set the new optimization level, but that level will not
2737 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2739 @item warn
2740 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2741 by the byte compiler.  The word @code{warn} is followed by any
2742 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2743 qualities.  The currently supported warning types are
2744 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2745 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2746 disable these warnings and any higher value will enable them.
2747 See the documentation of the variable @code{byte-compile-warnings}
2748 for more details.
2749 @end table
2751 @node Symbols
2752 @chapter Symbols
2754 @noindent
2755 This package defines several symbol-related features that were
2756 missing from Emacs Lisp.
2758 @menu
2759 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2760 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2761 @end menu
2763 @node Property Lists
2764 @section Property Lists
2766 @noindent
2767 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2768 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2769 There are also functions for working with property lists as
2770 first-class data structures not attached to particular symbols.
2772 @defun cl-get symbol property &optional default
2773 This function is like @code{get}, except that if the property is
2774 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2775 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2776 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2777 Lisp's @code{get}.)
2779 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2780 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2781 @end defun
2783 @defun cl-remprop symbol property
2784 This function removes the entry for @var{property} from the property
2785 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2786 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2787 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2788 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2789 to distinguish between a missing property and a property whose value
2790 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2791 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2792 @end defun
2794 @defun cl-getf place property &optional default
2795 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2796 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2797 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2798 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2799 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2800 is given).
2802 In particular,
2804 @example
2805 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-getf (symbol-plist sym) prop)
2806 @end example
2808 It is valid to use @code{cl-getf} as a @code{setf} place, in which case
2809 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
2810 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
2811 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
2812 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
2813 pair onto the list if the property is not yet present.
2815 @example
2816 (put sym prop val) @equiv{} (setf (cl-getf (symbol-plist sym) prop) val)
2817 @end example
2819 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
2820 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
2822 @example
2823 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
2824 @end example
2826 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
2827 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
2829 When not used as a @code{setf} form, @code{cl-getf} is just a regular
2830 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
2831 expression.
2832 @end defun
2834 @defmac cl-remf place property
2835 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
2836 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
2837 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
2838 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
2839 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
2840 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
2841 out the property and value cells.
2842 @end defmac
2844 @node Creating Symbols
2845 @section Creating Symbols
2847 @noindent
2848 These functions create unique symbols, typically for use as
2849 temporary variables.
2851 @defun cl-gensym &optional x
2852 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
2853 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
2854 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
2855 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
2856 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
2857 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
2858 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
2859 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
2860 code.
2862 (Internally, the variable @code{cl--gensym-counter} holds the counter
2863 used to generate names.  It is incremented after each use.  In Common
2864 Lisp this is initialized with 0, but this package initializes it with
2865 a random time-dependent value to avoid trouble when two files that
2866 each used @code{cl-gensym} in their compilation are loaded together.
2867 Uninterned symbols become interned when the compiler writes them out
2868 to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to be
2869 treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
2870 symbols remain uninterned after loading.)
2871 @end defun
2873 @defun cl-gentemp &optional x
2874 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
2875 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
2876 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
2877 again until a new symbol is generated.
2878 @end defun
2880 This package automatically creates all keywords that are called for by
2881 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
2882 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
2883 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
2884 provided.
2886 @node Numbers
2887 @chapter Numbers
2889 @noindent
2890 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
2891 that were left out of Emacs Lisp.
2893 @menu
2894 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, etc.
2895 * Numerical Functions::         @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, etc.
2896 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
2897 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}, etc.
2898 @end menu
2900 @node Predicates on Numbers
2901 @section Predicates on Numbers
2903 @noindent
2904 These functions return @code{t} if the specified condition is
2905 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
2907 @defun cl-plusp number
2908 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
2909 error if the argument is not a number.
2910 @end defun
2912 @defun cl-minusp number
2913 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
2914 error if the argument is not a number.
2915 @end defun
2917 @defun cl-oddp integer
2918 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
2919 error if the argument is not an integer.
2920 @end defun
2922 @defun cl-evenp integer
2923 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
2924 error if the argument is not an integer.
2925 @end defun
2927 @ignore
2928 @defun cl-floatp-safe object
2929 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
2930 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
2931 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
2932 @end defun
2933 @end ignore
2935 @node Numerical Functions
2936 @section Numerical Functions
2938 @noindent
2939 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
2941 @defun cl-gcd &rest integers
2942 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
2943 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2944 For zero arguments, it returns zero.
2945 @end defun
2947 @defun cl-lcm &rest integers
2948 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
2949 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2950 For zero arguments, it returns one.
2951 @end defun
2953 @defun cl-isqrt integer
2954 This function computes the ``integer square root'' of its integer
2955 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
2956 square root of the argument.
2957 @end defun
2959 @defun cl-floor number &optional divisor
2960 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
2961 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
2962 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
2963 first return value to yield the argument again.  If the argument
2964 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
2965 If the argument is a floating-point number, the first
2966 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
2967 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
2969 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
2970 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
2971 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
2972 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
2973 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
2974 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
2975 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
2976 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
2978 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
2979 function, except that it returns the two results in a list since
2980 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
2981 @end defun
2983 @defun cl-ceiling number &optional divisor
2984 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
2985 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
2986 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
2987 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
2988 @end defun
2990 @defun cl-truncate number &optional divisor
2991 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
2992 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
2993 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
2994 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
2995 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
2996 the same sign as @var{number}.
2997 @end defun
2999 @defun cl-round number &optional divisor
3000 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3001 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3002 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3003 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3004 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3005 @end defun
3007 @defun cl-mod number divisor
3008 This function returns the same value as the second return value
3009 of @code{cl-floor}.
3010 @end defun
3012 @defun cl-rem number divisor
3013 This function returns the same value as the second return value
3014 of @code{cl-truncate}.
3015 @end defun
3017 @node Random Numbers
3018 @section Random Numbers
3020 @noindent
3021 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3022 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3023 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3024 @c FIXME?  Still true?
3025 random numbers than the simple generators supplied by many
3026 operating systems.
3028 @defun cl-random number &optional state
3029 This function returns a random nonnegative number less than
3030 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3031 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3032 that holds the state of the random number generator.  The
3033 function modifies this state object as a side effect.  If
3034 @var{state} is omitted, it defaults to the internal variable
3035 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3036 default @code{random-state} object.  (Since any number of programs in
3037 the Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in
3038 interleaved fashion, the sequence generated from this will be
3039 irreproducible for all intents and purposes.)
3040 @end defun
3042 @defun cl-make-random-state &optional state
3043 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3044 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3045 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3046 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3047 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3048 random-state object) will return identical sequences of random
3049 numbers.
3051 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3052 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3053 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3054 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3055 be an integer in which case the new object is seeded from that
3056 integer; each different integer seed will result in a completely
3057 different sequence of random numbers.
3059 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3060 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3061 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3062 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3063 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3064 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3065 from the file.
3066 @end defun
3068 @defun cl-random-state-p object
3069 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3070 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3071 @end defun
3073 @node Implementation Parameters
3074 @section Implementation Parameters
3076 @noindent
3077 This package defines several useful constants having to do with
3078 floating-point numbers.
3080 It determines their values by exercising the computer's
3081 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3082 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3083 function that must be called before the parameters can be used.
3085 @defun cl-float-limits
3086 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3087 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3088 called, these parameters will be @code{nil}.
3089 @c If this version of Emacs does not support floats, the parameters will
3090 @c remain @code{nil}.
3091 If the parameters have already been initialized, the function returns
3092 immediately.
3094 The algorithm makes assumptions that will be valid for almost all
3095 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3096 unusual, e.g., decimal.
3097 @end defun
3099 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3100 precisions, it has families of constants like
3101 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3102 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3103 floating-point precision, so this package omits the precision word
3104 from the constants' names.
3106 @defvar cl-most-positive-float
3107 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3108 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3109 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3110 is approximately @code{1.79e+308}.
3111 @end defvar
3113 @defvar cl-most-negative-float
3114 This constant equals the most negative value a Lisp float can hold.
3115 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3116 @end defvar
3118 @defvar cl-least-positive-float
3119 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3120 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3121 supported or @code{2.22e-308} if not.
3122 @end defvar
3124 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3125 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3126 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3127 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3128 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3129 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3130 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3131 @end defvar
3133 @defvar cl-least-negative-float
3134 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3135 @end defvar
3137 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3138 This constant is the negative counterpart of
3139 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3140 @end defvar
3142 @defvar cl-float-epsilon
3143 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3144 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3145 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3146 is about @code{2.22e-16}.
3147 @end defvar
3149 @defvar cl-float-negative-epsilon
3150 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3151 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3152 @code{1.11e-16}.
3153 @end defvar
3155 @node Sequences
3156 @chapter Sequences
3158 @noindent
3159 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3160 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3161 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3162 @code{length}; this package defines most of the rest.
3164 @menu
3165 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3166 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-map}, @code{cl-maplist}, etc.
3167 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3168 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3169 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3170 @end menu
3172 @node Sequence Basics
3173 @section Sequence Basics
3175 @noindent
3176 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3177 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3178 may appear in any order.
3180 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3181 function of one argument.  This key function is used as a filter
3182 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3183 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}.
3184 It searches for an element of the list whose @sc{car} equals
3185 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3186 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3187 the identity function.
3189 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3190 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3191 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3192 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3193 function in the same order as the original sequence function
3194 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3195 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3196 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3197 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3198 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3199 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3201 Many functions that take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3202 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3203 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3204 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3205 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3207 @example
3208 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3209 @end example
3211 @noindent
3212 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3214 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3215 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments, which
3216 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3217 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3218 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3219 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3220 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3221 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3222 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3223 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3224 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3226 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3227 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3228 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3229 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3230 to be removed or otherwise processed.
3232 The sequence functions make no guarantees about the order in
3233 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3234 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3235 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3236 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3237 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3238 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3239 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3240 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3242 Strings may contain ``text properties'' as well
3243 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3244 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3245 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3246 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3247 result.
3249 @node Mapping over Sequences
3250 @section Mapping over Sequences
3252 @noindent
3253 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3254 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3255 built-in function @code{mapcar}.
3257 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3258 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3259 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3260 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3261 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3262 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3263 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3264 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3265 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3266 is always a list.
3268 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3269 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3270 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3271 superset of both.
3272 @end defun
3274 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3275 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3276 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3277 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3278 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3279 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3280 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3281 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3282 @end defun
3284 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3285 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3286 then on the @sc{cdr}s of those lists, and so on, until the
3287 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3288 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3289 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3290 @sc{car}s of the advancing pointers.
3291 @end defun
3293 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3294 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3295 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3296 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3297 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3298 primitive @code{mapc}.  (Note that this function is called
3299 @code{cl-mapc} even in @file{cl.el}, rather than @code{mapc*} as you
3300 might expect.)
3301 @c http://debbugs.gnu.org/6575
3302 @end defun
3304 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3305 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3306 the values returned by @var{function}.
3307 @end defun
3309 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3310 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3311 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3312 rather than simply collecting them into a list.
3313 @end defun
3315 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3316 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3317 the return values using @code{nconc}.
3318 @end defun
3320 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3321 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3322 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3323 @code{cl-some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3324 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3325 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3326 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3327 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3328 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3329 @end defun
3331 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3332 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3333 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3334 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3335 for all elements.
3336 @end defun
3338 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3339 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3340 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3341 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3342 was @code{nil} for all elements.
3343 @end defun
3345 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3346 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3347 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3348 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3349 true for all elements.
3350 @end defun
3352 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3353 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3354 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3355 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3356 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3357 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3358 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3359 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3360 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3362 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3363 of left-associative:
3365 @example
3366 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3367         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3368 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3369         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3370 @end example
3372 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument, which
3373 is called on each of the sequence elements in turn.
3375 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3376 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3377 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3379 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3380 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3381 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3382 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3383 @end defun
3385 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3386 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3387 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3388 function calls.
3390 @node Sequence Functions
3391 @section Sequence Functions
3393 @noindent
3394 This section describes a number of Common Lisp functions for
3395 operating on sequences.
3397 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3398 This function returns a given subsequence of the argument
3399 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3400 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3401 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3402 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3403 return value is always a copy; it does not share structure
3404 with @var{sequence}.
3406 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3407 may be negative, in which case they represent a distance back
3408 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3409 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3410 the @emph{only} sequence function that allows negative
3411 @var{start} and @var{end}.
3413 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3414 specified range of elements with elements from another sequence.
3415 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3416 @end defun
3418 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3419 This function concatenates the argument sequences together to
3420 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3421 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3422 arguments are always copied, even in cases such as
3423 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3424 identical to an argument.
3425 @end defun
3427 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3428 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3429 part of the sequence) with the value @var{item}.
3430 @end defun
3432 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3433 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3434 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3435 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3436 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3438 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3439 will work correctly even if the regions indicated by the start
3440 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3441 are lists that share storage but are not @code{eq}, and the
3442 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3443 is undefined.
3444 @end defun
3446 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3447 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3448 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3449 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3450 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3451 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3452 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3453 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3454 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3455 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3456 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3457 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3458 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3459 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3460 if @var{count} was also specified).
3461 @end defun
3463 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3464 This deletes all elements of @var{seq} that match @var{item}.
3465 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3466 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3467 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3468 list if necessary to preserve the original list, whereas
3469 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3470 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3471 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3472 @end defun
3474 @findex cl-remove-if
3475 @findex cl-remove-if-not
3476 @findex cl-delete-if
3477 @findex cl-delete-if-not
3478 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3479 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3481 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3482 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3483 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3484 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3485 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3486 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3487 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3488 examined or removed.
3489 @end defun
3491 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3492 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3493 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3494 @end defun
3496 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3497 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3498 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3499 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3500 used to limit the number of substitutions made.
3501 @end defun
3503 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3504 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3505 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3506 by returning a changed copy of the sequence.
3507 @end defun
3509 @findex cl-substitute-if
3510 @findex cl-substitute-if-not
3511 @findex cl-nsubstitute-if
3512 @findex cl-nsubstitute-if-not
3513 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3514 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3515 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3516 @var{old} argument.
3518 @node Searching Sequences
3519 @section Searching Sequences
3521 @noindent
3522 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3523 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3525 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3526 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3527 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3528 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3529 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3530 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3531 limit the range of elements that are searched.
3532 @end defun
3534 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3535 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3536 integer position in the sequence of the matching item rather than
3537 the item itself.  The position is relative to the start of the
3538 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3539 returns @code{nil} if no matching element was found.
3540 @end defun
3542 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3543 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3544 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3545 @end defun
3547 @findex cl-find-if
3548 @findex cl-find-if-not
3549 @findex cl-position-if
3550 @findex cl-position-if-not
3551 @findex cl-count-if
3552 @findex cl-count-if-not
3553 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3554 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3555 functions are defined similarly.
3557 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3558 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3559 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3560 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3561 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3562 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3563 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3564 elements that do not match, or the position at which the shorter of
3565 the two otherwise-matching sequences runs out.
3567 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3568 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3569 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3570 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3572 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3573 which compares two strings case-insensitively.
3574 @end defun
3576 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3577 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3578 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3579 @code{:end1}).  Only matches that fall entirely within the region
3580 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3581 The return value is the index of the leftmost element of the
3582 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3583 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3584 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3585 @end defun
3587 @node Sorting Sequences
3588 @section Sorting Sequences
3590 @defun cl-sort seq predicate @t{&key :key}
3591 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3592 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3593 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3594 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3595 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3596 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3597 numbers into decreasing rather than increasing order.
3599 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3600 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3601 accepts a @code{:key} argument, which is used to preprocess data
3602 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3604 @example
3605 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3606 @end example
3608 @noindent
3609 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3610 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3611 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3612 simple accessor though, since it's used heavily in the current
3613 implementation.
3615 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3616 rearranging the @sc{cdr} pointers in suitable fashion.
3617 @end defun
3619 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3620 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3621 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3622 be rearranged out of their original order by the sort.
3624 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3625 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3626 stable by default.  However, this package reserves the right to
3627 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3628 @end defun
3630 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3631 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3632 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3633 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3634 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3635 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3636 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3637 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3638 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3639 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3640 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3641 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3642 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3643 @var{predicate}.
3644 @end defun
3646 @node Lists
3647 @chapter Lists
3649 @noindent
3650 The functions described here operate on lists.
3652 @menu
3653 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3654 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3655 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3656 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}, etc.
3657 @end menu
3659 @node List Functions
3660 @section List Functions
3662 @noindent
3663 This section describes a number of simple operations on lists,
3664 i.e., chains of cons cells.
3666 @defun cl-caddr x
3667 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3668 Likewise, this package defines all 24 @code{c@var{xxx}r} functions
3669 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3670 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3671 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3672 @end defun
3674 @defun cl-first x
3675 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3676 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3677 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3678 @end defun
3680 @defun cl-rest x
3681 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3682 @end defun
3684 @defun cl-endp x
3685 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
3686 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
3687 cons cell.  This package simply defines @code{cl-endp} as a synonym
3688 for @code{null}.
3689 @end defun
3691 @defun cl-list-length x
3692 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3693 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3694 list (where the @sc{cdr}-chain forms a loop rather than terminating
3695 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3696 @code{length} function would get stuck if given a circular list.
3697 See also the @code{safe-length} function.)
3698 @end defun
3700 @defun cl-list* arg &rest others
3701 This function constructs a list of its arguments.  The final
3702 argument becomes the @sc{cdr} of the last cell constructed.
3703 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3704 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3705 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3706 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3707 @end defun
3709 @defun cl-ldiff list sublist
3710 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3711 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3712 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3713 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3714 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3715 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3716 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3717 is returned.
3718 @end defun
3720 @defun cl-copy-list list
3721 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3722 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3723 @end defun
3725 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3726 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3727 @var{y} are both cons cells, their @sc{car}s and @sc{cdr}s are
3728 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3729 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3730 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3731 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3732 @end defun
3734 @node Substitution of Expressions
3735 @section Substitution of Expressions
3737 @noindent
3738 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3739 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3740 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3742 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3743 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3744 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3745 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3746 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3747 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3748 on, and compares against @var{old}, both @sc{car}s and @sc{cdr}s
3749 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3750 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3751 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3752 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3753 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3754 but not to @var{old}.
3755 @end defun
3757 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3758 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3759 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3760 rather than copying.
3761 @end defun
3763 @findex cl-subst-if
3764 @findex cl-subst-if-not
3765 @findex cl-nsubst-if
3766 @findex cl-nsubst-if-not
3767 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3768 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3770 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3771 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3772 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3773 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3774 function, if any), is compared with the @sc{car}s of
3775 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3776 @sc{cdr}.
3777 @end defun
3779 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3780 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3781 @end defun
3783 @node Lists as Sets
3784 @section Lists as Sets
3786 @noindent
3787 These functions perform operations on lists that represent sets
3788 of elements.
3790 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
3791 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
3792 If a match is found, it returns the cons cell whose @sc{car} was
3793 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
3794 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
3795 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
3796 @xref{Sequences}.
3798 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
3799 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
3800 :test 'equal)}.  With no keyword arguments, @code{cl-member} is
3801 equivalent to @code{memq}.
3802 @end defun
3804 @findex cl-member-if
3805 @findex cl-member-if-not
3806 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
3807 analogously search for elements that satisfy a given predicate.
3809 @defun cl-tailp sublist list
3810 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
3811 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
3812 any of its @sc{cdr}s.
3813 @end defun
3815 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
3816 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
3817 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
3818 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
3819 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
3820 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
3821 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
3822 become part of the list.
3823 @end defun
3825 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3826 This function combines two lists that represent sets of items,
3827 returning a list that represents the union of those two sets.
3828 The resulting list contains all items that appear in @var{list1}
3829 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
3830 @var{list1} and @var{list2} it is copied only once.  If
3831 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
3832 undefined whether or not that duplication will survive in the
3833 result list.  The order of elements in the result list is also
3834 undefined.
3835 @end defun
3837 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3838 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
3839 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
3840 @end defun
3842 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3843 This function computes the intersection of the sets represented
3844 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
3845 that appear in both @var{list1} and @var{list2}.
3846 @end defun
3848 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3849 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
3850 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
3851 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
3852 @end defun
3854 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3855 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
3856 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3857 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
3858 @end defun
3860 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3861 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
3862 to reuse @var{list1} if possible.
3863 @end defun
3865 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3866 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
3867 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3868 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
3869 @end defun
3871 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3872 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
3873 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
3874 @end defun
3876 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3877 This function checks whether @var{list1} represents a subset
3878 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
3879 also appears in @var{list2}.
3880 @end defun
3882 @node Association Lists
3883 @section Association Lists
3885 @noindent
3886 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
3887 one set of values to another; any list whose elements are cons
3888 cells is an association list.
3890 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3891 This function searches the association list @var{a-list} for an
3892 element whose @sc{car} matches (in the sense of @code{:test},
3893 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
3894 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
3895 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} that
3896 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
3897 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
3898 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
3899 elements of @var{a-list} to be an error.)
3900 @end defun
3902 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3903 This function searches for an element whose @sc{cdr} matches
3904 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
3905 the inverse of the mapping to @var{item}.
3906 @end defun
3908 @findex cl-assoc-if
3909 @findex cl-assoc-if-not
3910 @findex cl-rassoc-if
3911 @findex cl-rassoc-if-not
3912 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
3913 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
3915 Two simple functions for constructing association lists are:
3917 @defun cl-acons key value alist
3918 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
3919 @end defun
3921 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
3922 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
3923 @var{alist})}.
3924 @end defun
3926 @node Structures
3927 @chapter Structures
3929 @noindent
3930 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
3931 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
3932 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
3933 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
3934 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
3935 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
3936 type.
3938 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
3939 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
3940 system provides no way to create new distinct types, this package
3941 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
3942 special ``tag'' symbol to identify them.
3944 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
3945 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
3946 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
3947 may begin with a string which documents the structure type.)
3948 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
3949 are symbols.  For example,
3951 @example
3952 (cl-defstruct person name age sex)
3953 @end example
3955 @noindent
3956 defines a struct type called @code{person} that contains three
3957 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
3958 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
3959 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
3960 using @code{setf} on any of these place forms, for example:
3962 @example
3963 (cl-incf (person-age birthday-boy))
3964 @end example
3966 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
3967 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
3968 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
3969 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
3970 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
3971 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
3973 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
3974 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
3976 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
3977 true if @var{x} looks like a @code{person}, and false otherwise.  (Again,
3978 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
3979 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
3980 length that starts with the correct tag symbol.)
3982 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
3983 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
3984 argument is the wrong type.  This check is affected by
3985 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
3986 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
3987 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
3988 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
3989 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
3990 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
3991 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
3992 @xref{Declarations}.
3994 @example
3995 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
3996      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
3997 (setq other (copy-person dave))
3998      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
3999 (eq dave other)
4000      @result{} nil
4001 (eq (person-name dave) (person-name other))
4002      @result{} t
4003 (person-p dave)
4004      @result{} t
4005 (person-p [1 2 3 4])
4006      @result{} nil
4007 (person-p "Bogus")
4008      @result{} nil
4009 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4010      @result{} t
4011 @end example
4013 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4014 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4015 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4016 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4017 is a Lisp form that is evaluated any time an instance of the
4018 structure type is created without specifying that slot's value.
4020 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4021 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4022 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4023 the slot's value is determined when the object is created and does
4024 not change afterward.
4026 @example
4027 (cl-defstruct person
4028      (name nil :read-only t)
4029      age
4030      (sex 'unknown))
4031 @end example
4033 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4035 For obscure historical reasons, structure options take a different
4036 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4037 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4038 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4039 enclosed in lists.)
4041 @example
4042 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4043                       (:type list)
4044                       :named)
4045      name age sex)
4046 @end example
4048 The following structure options are recognized.
4050 @table @code
4051 @item :conc-name
4052 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4053 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4054 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4055 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4056 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4057 to name the accessor functions.
4059 @item :constructor
4060 In the simple case, this option takes one argument which is an
4061 alternate name to use for the constructor function.  The default
4062 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4063 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4064 as an argument means that no standard constructor should be
4065 generated at all.
4067 In the full form of this option, the constructor name is followed
4068 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4069 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4070 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4071 The argument names should match the slot names; each slot is
4072 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4073 do not appear in the argument list are initialized based on the
4074 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4075 and @code{&key} arguments that don't specify defaults take their
4076 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4077 that don't correspond to slot names; these are useful if they are
4078 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4079 arguments that @emph{do} correspond to slots.
4081 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4082 options on a structure.  The default constructor is still generated
4083 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4084 option.
4086 @example
4087 (cl-defstruct
4088     (person
4089      (:constructor nil)   ; no default constructor
4090      (:constructor new-person
4091                    (name sex &optional (age 0)))
4092      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4093                                    (dog-years 0)
4094                               &aux (age (* 7 dog-years))
4095                                    (sex 'canine))))
4096     name age sex)
4097 @end example
4099 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4100 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4101 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4102 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4103 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4104 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4106 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4107 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4108 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4109 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4110 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4111 overriding it.
4113 @item :copier
4114 The argument is an alternate name for the copier function for
4115 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4116 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4117 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4119 @item :predicate
4120 The argument is an alternate name for the predicate that recognizes
4121 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4122 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4123 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4124 ever generated.)
4126 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4127 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4128 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4129 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4130 only if they used the default predicate name.
4132 @item :include
4133 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4134 The argument is the name of another structure type previously
4135 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4136 structure type to inherit all of the included structure's slots
4137 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4138 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4139 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4140 for the included type will also accept objects of the new type.
4142 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4143 the included-structure name, these options are treated as replacement
4144 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4145 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4147 @example
4148 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4149         @result{} person
4150 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4151      helmet-size
4152      (favorite-beverage 'tang))
4153         @result{} astronaut
4155 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4156      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4157 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4158      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4160 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4161      @result{} (t t)
4162 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4163      @result{} (nil t)
4165 (person-name buzz)
4166      @result{} "Buzz"
4167 (astronaut-name joe)
4168      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4169 @end example
4171 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4172 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4173 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4174 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4175 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4176 work on astronauts just like other people.
4178 @item :print-function
4179 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4180 that is called to print an instance of the structure type.  The
4181 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4182 allow for such a feature, so this package simply ignores
4183 @code{:print-function}.
4185 @item :type
4186 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4187 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4188 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4189 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4190 lists instead.
4192 The vector representation for structure objects has the advantage
4193 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4194 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4195 but take a relatively long time accessing the later slots.
4197 @item :named
4198 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4199 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4200 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4201 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4202 features.
4204 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4205 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4206 conjunction with @code{:type}.
4208 @example
4209 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4210 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4211 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4213 (setq p1 (make-person1))
4214      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4215 (setq p2 (make-person2))
4216      @result{} (person2 nil nil nil)
4217 (setq p3 (make-person3))
4218      @result{} (nil nil nil)
4220 (person1-p p1)
4221      @result{} t
4222 (person2-p p2)
4223      @result{} t
4224 (person3-p p3)
4225      @result{} error: function person3-p undefined
4226 @end example
4228 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4229 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4230 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4231 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4232 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4233 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4234 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4235 proceeding.
4237 @item :initial-offset
4238 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4239 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4240 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4241 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4242 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4243 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4244 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4245 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4246 of the included type and the first new slot.
4247 @end table
4248 @end defmac
4250 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4251 entirely compatible with that of Common Lisp.
4253 @node Assertions
4254 @chapter Assertions and Errors
4256 @noindent
4257 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4258 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4259 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4260 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4262 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4263 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4264 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4265 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4267 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4268 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4269 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4270 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4272 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4273 You can specify a different error message by including a @var{string}
4274 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4275 passed to @code{error} to signal the error.
4277 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4278 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4279 will also include all non-constant arguments of the top-level
4280 @var{form}.  For example:
4282 @example
4283 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4284 @end example
4286 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4287 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4288 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4289 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4290 makes no sense to specify @var{places}.
4291 @end defmac
4293 @defmac cl-check-type form type [string]
4294 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4295 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4296 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4297 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4298 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4299 error message in place of @var{type}.  For example:
4301 @example
4302 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4303 @end example
4305 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4306 that may be used for @var{type}.
4308 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4309 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4310 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4311 user to modify @var{place}.
4312 @end defmac
4314 @node Efficiency Concerns
4315 @appendix Efficiency Concerns
4317 @appendixsec Macros
4319 @noindent
4320 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4321 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4322 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4323 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4324 the form
4326 @example
4327 (cl-incf i n)
4328 @end example
4330 @noindent
4331 is expanded at compile-time to the Lisp form
4333 @example
4334 (setq i (+ i n))
4335 @end example
4337 @noindent
4338 which is the most efficient ways of doing this operation
4339 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4340 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4342 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4343 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4344 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4345 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4346 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4347 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4348 hundred times.
4350 You can find out how a macro expands by using the
4351 @code{cl-prettyexpand} function.
4353 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4354 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4355 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4356 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4357 all Lisp macros that appear in the form.  The easiest way to use
4358 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4360 @example
4361 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4362 @end example
4364 @noindent
4365 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4366 an expansion similar to:
4368 @example
4369 (cl-block nil
4370      (let* ((x 0)
4371             (G1004 nil))
4372        (while (< x 10)
4373          (setq G1004 (cons x G1004))
4374          (setq x (+ x 1)))
4375        (nreverse G1004)))
4376 @end example
4378 @noindent
4379 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4380 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4381 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4382 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4384 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4385 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4386 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4387 a top-level form in a file being compiled.
4389 @c FIXME none of these examples are still applicable.
4390 @ignore
4391 For example,
4393 @example
4394 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4395      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4396 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4397      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4398 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4399      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4400 @end example
4401 @end ignore
4403 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4404 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4405 @end defun
4407 @appendixsec Error Checking
4409 @noindent
4410 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4411 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4412 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4413 incompatibility.
4415 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4416 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation that is not
4417 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4418 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4419 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4420 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4421 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4422 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4423 syntax error.  The @code{cl-endp} function is simply a synonym for
4424 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4425 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4426 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4428 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4429 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4430 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4431 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4432 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4433 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4434 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4435 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4436 do check their keyword arguments for validity.
4438 @appendixsec Compiler Optimizations
4440 @noindent
4441 Changing the value of @code{byte-optimize} from the default @code{t}
4442 is highly discouraged; many of the Common
4443 Lisp macros emit
4444 code that can be improved by optimization.  In particular,
4445 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4446 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4447 byte-compiler removes @code{cl-block}s that are not actually
4448 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4450 @node Common Lisp Compatibility
4451 @appendix Common Lisp Compatibility
4453 @noindent
4454 The following is a list of all known incompatibilities between this
4455 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4457 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4458 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4459 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4460 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4461 keyword does not work in @code{cl-defmacro} argument lists (except
4462 inside recursive argument lists).
4464 The @code{equal} predicate does not distinguish
4465 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4466 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4468 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4469 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4470 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4471 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4472 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4474 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4475 and type specifiers are unimplemented.
4477 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4478 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4479 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4480 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4481 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4482 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4483 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4485 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4486 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4487 example, local @code{special} declarations, which are purely
4488 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4489 set down in Steele's book.
4491 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with a pseudo-random
4492 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4493 generated symbols become interned when they are written to and
4494 loaded back from a file.
4496 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4497 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4498 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4500 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4502 @node Porting Common Lisp
4503 @appendix Porting Common Lisp
4505 @noindent
4506 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4507 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4508 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4509 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4510 one, some of the features in this package are not fully compliant
4511 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4512 are also quite a few features that this package does not provide
4513 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4514 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4516 @itemize @bullet
4517 @item
4518 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4519 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4520 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4521 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4523 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4524 is happy to let the program's own functions and variables use
4525 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4526 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4528 @item
4529 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4530 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4531 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4532 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4533 even inside functions called from the body.
4534 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4535 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4536 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4537 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4539 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4540 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4542 @example
4543 (defun map-odd-elements (func list)
4544   (loop for x in list
4545         for flag = t then (not flag)
4546         collect (if flag x (funcall func x))))
4548 (defun add-odd-elements (list x)
4549   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4550 @end example
4552 @noindent
4553 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4554 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4555 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4556 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4557 called.
4559 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4560 not occur.  @xref{Obsolete Lexical Binding}, for a description of the obsolete
4561 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4562 binding when dynamic binding is in use.
4564 @item
4565 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4566 works at the level of individual characters.  For example, Common
4567 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4568 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4569 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4570 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4572 @item
4573 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4574 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4575 won't understand.  For example, @samp{#| @dots{} |#} is an
4576 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4577 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4578 Lisp.
4580 @item
4581 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4582 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4583 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4584 application program would have a package for its own symbols.
4585 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4586 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4587 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4588 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4589 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4591 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4592 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4593 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4594 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4595 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4596 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4597 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4598 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4599 programs that refer to a symbol by the full name sometimes
4600 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4602 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4603 package-like collections of symbols, but this feature is not
4604 strong enough to be used as a true package mechanism.
4606 @item
4607 The @code{format} function is quite different between Common
4608 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4609 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4610 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4611 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4612 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4613 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4614 introduce format codes, and the set of available codes is
4615 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4616 string literals; instead, @code{format} is used with the
4617 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4618 codes provide such features as paragraph filling, case
4619 conversion, and even loops and conditionals.
4621 While it would have been possible to implement most of Common
4622 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4623 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4624 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4625 @code{format}, yet the functionality it would provide over
4626 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4628 @item
4629 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4630 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4631 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4632 something entirely different---strings with properties.
4634 @item
4635 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4636 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4637 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4638 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4639 case-insensitive in Common Lisp.
4641 @item
4642 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4643 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4644 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4645 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4646 streams are a set of existing data types rather than a new data
4647 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4648 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4649 than being distinct types.
4651 @item
4652 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4653 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4654 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4655 CLOS functionality.
4657 @item
4658 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4659 Lisp features of a different name generally have not been
4660 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4661 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4662 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4663 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4664 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4666 @item
4667 A few more notable Common Lisp features not included in this
4668 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
4669 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
4671 @item
4672 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4673 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4674 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4675 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4676 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4677 numbers using something like
4679 @example
4680 (defun sum-list (list)
4681   (if list
4682       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4683     0))
4684 @end example
4686 @noindent
4687 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4688 these forms:
4690 @example
4691 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
4692 (loop for x in my-list sum x)
4693 @end example
4695 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4696 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4697 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4698 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4699 recursion.
4700 @end itemize
4702 @node Obsolete Features
4703 @appendix Obsolete Features
4705 This section describes some features of the package that are obsolete
4706 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4707 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4708 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4709 in exactly the same way.
4711 @menu
4712 * Obsolete Lexical Binding::    An approximation of lexical binding.
4713 * Obsolete Macros::             Obsolete macros.
4714 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4715 @end menu
4717 @node Obsolete Lexical Binding
4718 @appendixsec Obsolete Lexical Binding
4720 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4721 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4722 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4724 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4725 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4726 establishes are purely lexical.
4727 @end defmac
4729 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4730 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4731 @noindent
4732 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4733 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4734 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4736 @example
4737 (setq a 5)
4738 (defun foo (b) (+ a b))
4739 (let ((a 2)) (foo a))
4740      @result{} 4
4741 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4742      @result{} 7
4743 @end example
4745 @noindent
4746 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4747 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4748 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4749 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4750 body, without any effect on the global variable of the same name.
4752 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4753 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4754 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4755 For example:
4757 @example
4758 (defun make-adder (n)
4759   (lexical-let ((n n))
4760     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4761 (setq add17 (make-adder 17))
4762 (funcall add17 4)
4763      @result{} 21
4764 @end example
4766 @noindent
4767 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4768 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4769 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4770 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4771 call to @code{make-adder} itself.
4773 @example
4774 (defun make-counter ()
4775   (lexical-let ((n 0))
4776     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
4777 (setq count-1 (make-counter))
4778 (funcall count-1 3)
4779      @result{} 3
4780 (funcall count-1 14)
4781      @result{} 17
4782 (setq count-2 (make-counter))
4783 (funcall count-2 5)
4784      @result{} 5
4785 (funcall count-1 2)
4786      @result{} 19
4787 (funcall count-2)
4788      @result{} 6
4789 @end example
4791 @noindent
4792 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
4793 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
4794 function object that is returned.
4796 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
4797 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
4798 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
4799 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
4800 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
4801 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
4802 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
4803 closures, then the lexical variables are free as soon as the
4804 @code{lexical-let} returns.
4806 Many closures are used only during the extent of the bindings they
4807 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
4808 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
4809 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
4810 closures:
4812 @example
4813 (defun add-to-list (x list)
4814   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
4815 (add-to-list 7 '(1 2 5))
4816      @result{} (8 9 12)
4817 @end example
4819 @noindent
4820 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
4821 it is not necessary to make a true closure out of it.
4823 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
4824 to create a named closure.  If several closures are created in the
4825 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
4826 instance of the lexical variable.
4828 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
4829 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
4830 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
4831 @end defmac
4833 @node Obsolete Macros
4834 @appendixsec Obsolete Macros
4836 The following macros are obsolete, and are replaced by versions with
4837 a @samp{cl-} prefix that do not behave in exactly the same way.
4838 Consequently, the @file{cl.el} versions are not simply aliases to the
4839 @file{cl-lib.el} versions.
4841 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
4842 This macro is replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings}),
4843 which behaves the same way as Common Lisp's @code{flet}.
4844 This @code{flet} takes the same arguments as @code{cl-flet}, but does
4845 not behave in precisely the same way.
4847 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical function
4848 binding, this @code{flet} makes a dynamic binding (it dates from a
4849 time before Emacs had lexical binding).  The result is
4850 that @code{flet} affects indirect calls to a function as well as calls
4851 directly inside the @code{flet} form itself.
4853 This will even work on Emacs primitives, although note that some calls
4854 to primitive functions internal to Emacs are made without going
4855 through the symbol's function cell, and so will not be affected by
4856 @code{flet}.  For example,
4858 @example
4859 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
4860   (do-something))
4861 @end example
4863 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
4864 with a function that simply saves the messages in a list rather
4865 than displaying them.  The original definition of @code{message}
4866 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
4867 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
4868 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
4869 direct C-language calls to the message routines rather than going
4870 through the Lisp @code{message} function.
4872 @c Bug#411.
4873 Note that many primitives (e.g.@: @code{+}) have special byte-compile
4874 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
4875 fail if byte-compiled.
4876 @c Or cl-flet.
4877 @c In such cases, use @code{labels} instead.
4878 @end defmac
4880 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
4881 This macro is replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}),
4882 which behaves the same way as Common Lisp's @code{labels}.
4883 This @code{labels} takes the same arguments as @code{cl-labels}, but
4884 does not behave in precisely the same way.
4886 This version of @code{labels} uses the obsolete @code{lexical-let}
4887 form (@pxref{Obsolete Lexical Binding}), rather than the true
4888 lexical binding that @code{cl-labels} uses.
4889 @end defmac
4891 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
4892 This macro is almost exactly the same as @code{cl-letf}, which
4893 replaces it (@pxref{Modify Macros}).  The only difference is in
4894 details that relate to some deprecated usage of @code{symbol-function}
4895 in place forms.
4896 @end defmac
4898 @node Obsolete Setf Customization
4899 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
4901 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
4902 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
4903 user to extend generalized variables in various ways.
4904 In Emacs, these are obsolete, replaced by various features of
4905 @file{gv.el} in Emacs 24.3.
4906 @xref{Adding Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4909 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
4910 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
4911 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  You can replace this macro
4912 with @code{gv-letplace}.
4914 The macro @var{name} is defined to take a @var{place} argument
4915 followed by additional arguments described by @var{arglist}.  The call
4917 @example
4918 (@var{name} @var{place} @var{args}@dots{})
4919 @end example
4921 @noindent
4922 will be expanded to
4924 @example
4925 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}@dots{})
4926 @end example
4928 @noindent
4929 which in turn is roughly equivalent to
4931 @example
4932 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}@dots{}))
4933 @end example
4935 For example:
4937 @example
4938 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
4939 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
4940 @end example
4942 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
4943 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
4945 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
4946 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
4947 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
4948 is completely irregular.
4950 The above @code{incf} example could be written using
4951 @code{gv-letplace} as:
4952 @example
4953 (defmacro incf (place &optional n)
4954   (gv-letplace (getter setter) place
4955     (macroexp-let2 nil v (or n 1)
4956       (funcall setter `(+ ,v ,getter)))))
4957 @end example
4958 @ignore
4959 (defmacro concatf (place &rest args)
4960   (gv-letplace (getter setter) place
4961     (macroexp-let2 nil v (mapconcat 'identity args "")
4962       (funcall setter `(concat ,getter ,v)))))
4963 @end ignore
4964 @end defmac
4966 @defmac defsetf access-fn update-fn
4967 This is the simpler of two @code{defsetf} forms, and is
4968 replaced by @code{gv-define-simple-setter}.
4970 With @var{access-fn} the name of a function that accesses a place,
4971 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store function.
4972 From now on,
4974 @example
4975 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
4976 @end example
4978 @noindent
4979 will be expanded to
4981 @example
4982 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
4983 @end example
4985 @noindent
4986 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
4987 a macro that evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
4988 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
4989 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
4990 @code{setf} is supposed to behave.
4992 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
4993 to @code{defsetf} says that the return value of @code{update-fn} is
4994 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
4995 something more like
4997 @example
4998 (let ((temp @var{value}))
4999   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
5000   temp)
5001 @end example
5003 Some examples are:
5005 @example
5006 (defsetf car setcar)
5007 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
5008 @end example
5010 These translate directly to @code{gv-define-simple-setter}:
5012 @example
5013 (gv-define-simple-setter car setcar)
5014 (gv-define-simple-setter buffer-name rename-buffer t)
5015 @end example
5016 @end defmac
5018 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
5019 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.
5020 It can be replaced by @code{gv-define-setter}.
5022 This form of @code{defsetf} is rather like @code{defmacro} except for
5023 the additional @var{store-var} argument.  The @var{forms} should
5024 return a Lisp form that stores the value of @var{store-var} into the
5025 generalized variable formed by a call to @var{access-fn} with
5026 arguments described by @var{arglist}.  The @var{forms} may begin with
5027 a string which documents the @code{setf} method (analogous to the doc
5028 string that appears at the front of a function).
5030 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
5032 @example
5033 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
5034   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
5035 @end example
5037 The Lisp form that is returned can access the arguments from
5038 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
5039 macros like @code{cl-incf} that invoke this
5040 setf-method will insert temporary variables as needed to make
5041 sure the apparent order of evaluation is preserved.
5043 Another standard example:
5045 @example
5046 (defsetf nth (n x) (store)
5047   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5048 @end example
5050 You could write this using @code{gv-define-setter} as:
5052 @example
5053 (gv-define-setter nth (store n x)
5054   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5055 @end example
5056 @end defmac
5058 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
5059 This is the most general way to create new place forms.  You can
5060 replace this by @code{gv-define-setter} or @code{gv-define-expander}.
5062 When a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
5063 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and must
5064 return a list of five items:
5066 @enumerate
5067 @item
5068 A list of @dfn{temporary variables}.
5070 @item
5071 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
5072 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
5073 as the first step of any operation on the generalized variable.
5075 @item
5076 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
5077 from a call to @code{gensym}).
5079 @item
5080 A Lisp form that stores the contents of the store variable into
5081 the generalized variable, assuming the temporaries have been
5082 bound as described above.
5084 @item
5085 A Lisp form that accesses the contents of the generalized variable,
5086 assuming the temporaries have been bound.
5087 @end enumerate
5089 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
5090 except that the method returns a list of five values rather
5091 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
5092 support Common Lisp's notion of multiple return values.
5093 (Note that the @code{setf} implementation provided by @file{gv.el}
5094 does not use this five item format.  Its use here is only for
5095 backwards compatibility.)
5097 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
5099 A setf-method should be maximally conservative with regard to
5100 temporary variables.  In the setf-methods generated by
5101 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
5102 arguments in the place form, and the first return value is a
5103 list of a corresponding number of temporary variables generated
5104 @c FIXME I don't think this is true anymore.
5105 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{cl-incf} that
5106 use this setf-method will optimize away most temporaries that
5107 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
5108 setf-method itself to optimize.
5109 @end defmac
5111 @c Removed in Emacs 24.3, not possible to make a compatible replacement.
5112 @ignore
5113 @defun get-setf-method place &optional env
5114 This function returns the setf-method for @var{place}, by
5115 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
5116 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
5117 values as described above.  You can use this function to build
5118 your own @code{cl-incf}-like modify macros.
5120 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
5121 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
5122 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
5123 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
5124 that called @code{get-setf-method}.
5125 @end defun
5126 @end ignore
5129 @node GNU Free Documentation License
5130 @appendix GNU Free Documentation License
5131 @include doclicense.texi
5133 @node Function Index
5134 @unnumbered Function Index
5136 @printindex fn
5138 @node Variable Index
5139 @unnumbered Variable Index
5141 @printindex vr
5143 @bye