Fix package.el handling of local variables on first line.
[emacs.git] / doc / lispref / control.texi
blob95b70e87c93116c16a638ca4ef3bb6179de9fc4b
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990-1995, 1998-1999, 2001-2012 Free Software Foundation, Inc.
4 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
5 @setfilename ../../info/control
6 @node Control Structures, Variables, Evaluation, Top
7 @chapter Control Structures
8 @cindex special forms for control structures
9 @cindex control structures
11   A Lisp program consists of a set of @dfn{expressions}, or
12 @dfn{forms} (@pxref{Forms}).  We control the order of execution of
13 these forms by enclosing them in @dfn{control structures}.  Control
14 structures are special forms which control when, whether, or how many
15 times to execute the forms they contain.
17 @cindex textual order
18   The simplest order of execution is sequential execution: first form
19 @var{a}, then form @var{b}, and so on.  This is what happens when you
20 write several forms in succession in the body of a function, or at top
21 level in a file of Lisp code---the forms are executed in the order
22 written.  We call this @dfn{textual order}.  For example, if a function
23 body consists of two forms @var{a} and @var{b}, evaluation of the
24 function evaluates first @var{a} and then @var{b}.  The result of
25 evaluating @var{b} becomes the value of the function.
27   Explicit control structures make possible an order of execution other
28 than sequential.
30   Emacs Lisp provides several kinds of control structure, including
31 other varieties of sequencing, conditionals, iteration, and (controlled)
32 jumps---all discussed below.  The built-in control structures are
33 special forms since their subforms are not necessarily evaluated or not
34 evaluated sequentially.  You can use macros to define your own control
35 structure constructs (@pxref{Macros}).
37 @menu
38 * Sequencing::             Evaluation in textual order.
39 * Conditionals::           @code{if}, @code{cond}, @code{when}, @code{unless}.
40 * Combining Conditions::   @code{and}, @code{or}, @code{not}.
41 * Iteration::              @code{while} loops.
42 * Nonlocal Exits::         Jumping out of a sequence.
43 @end menu
45 @node Sequencing
46 @section Sequencing
48   Evaluating forms in the order they appear is the most common way
49 control passes from one form to another.  In some contexts, such as in a
50 function body, this happens automatically.  Elsewhere you must use a
51 control structure construct to do this: @code{progn}, the simplest
52 control construct of Lisp.
54   A @code{progn} special form looks like this:
56 @example
57 @group
58 (progn @var{a} @var{b} @var{c} @dots{})
59 @end group
60 @end example
62 @noindent
63 and it says to execute the forms @var{a}, @var{b}, @var{c}, and so on, in
64 that order.  These forms are called the @dfn{body} of the @code{progn} form.
65 The value of the last form in the body becomes the value of the entire
66 @code{progn}.  @code{(progn)} returns @code{nil}.
68 @cindex implicit @code{progn}
69   In the early days of Lisp, @code{progn} was the only way to execute
70 two or more forms in succession and use the value of the last of them.
71 But programmers found they often needed to use a @code{progn} in the
72 body of a function, where (at that time) only one form was allowed.  So
73 the body of a function was made into an ``implicit @code{progn}'':
74 several forms are allowed just as in the body of an actual @code{progn}.
75 Many other control structures likewise contain an implicit @code{progn}.
76 As a result, @code{progn} is not used as much as it was many years ago.
77 It is needed now most often inside an @code{unwind-protect}, @code{and},
78 @code{or}, or in the @var{then}-part of an @code{if}.
80 @defspec progn forms@dots{}
81 This special form evaluates all of the @var{forms}, in textual
82 order, returning the result of the final form.
84 @example
85 @group
86 (progn (print "The first form")
87        (print "The second form")
88        (print "The third form"))
89      @print{} "The first form"
90      @print{} "The second form"
91      @print{} "The third form"
92 @result{} "The third form"
93 @end group
94 @end example
95 @end defspec
97   Two other constructs likewise evaluate a series of forms but return
98 different values:
100 @defspec prog1 form1 forms@dots{}
101 This special form evaluates @var{form1} and all of the @var{forms}, in
102 textual order, returning the result of @var{form1}.
104 @example
105 @group
106 (prog1 (print "The first form")
107        (print "The second form")
108        (print "The third form"))
109      @print{} "The first form"
110      @print{} "The second form"
111      @print{} "The third form"
112 @result{} "The first form"
113 @end group
114 @end example
116 Here is a way to remove the first element from a list in the variable
117 @code{x}, then return the value of that former element:
119 @example
120 (prog1 (car x) (setq x (cdr x)))
121 @end example
122 @end defspec
124 @defspec prog2 form1 form2 forms@dots{}
125 This special form evaluates @var{form1}, @var{form2}, and all of the
126 following @var{forms}, in textual order, returning the result of
127 @var{form2}.
129 @example
130 @group
131 (prog2 (print "The first form")
132        (print "The second form")
133        (print "The third form"))
134      @print{} "The first form"
135      @print{} "The second form"
136      @print{} "The third form"
137 @result{} "The second form"
138 @end group
139 @end example
140 @end defspec
142 @node Conditionals
143 @section Conditionals
144 @cindex conditional evaluation
146   Conditional control structures choose among alternatives.  Emacs Lisp
147 has four conditional forms: @code{if}, which is much the same as in
148 other languages; @code{when} and @code{unless}, which are variants of
149 @code{if}; and @code{cond}, which is a generalized case statement.
151 @defspec if condition then-form else-forms@dots{}
152 @code{if} chooses between the @var{then-form} and the @var{else-forms}
153 based on the value of @var{condition}.  If the evaluated @var{condition} is
154 non-@code{nil}, @var{then-form} is evaluated and the result returned.
155 Otherwise, the @var{else-forms} are evaluated in textual order, and the
156 value of the last one is returned.  (The @var{else} part of @code{if} is
157 an example of an implicit @code{progn}.  @xref{Sequencing}.)
159 If @var{condition} has the value @code{nil}, and no @var{else-forms} are
160 given, @code{if} returns @code{nil}.
162 @code{if} is a special form because the branch that is not selected is
163 never evaluated---it is ignored.  Thus, in this example,
164 @code{true} is not printed because @code{print} is never called:
166 @example
167 @group
168 (if nil
169     (print 'true)
170   'very-false)
171 @result{} very-false
172 @end group
173 @end example
174 @end defspec
176 @defmac when condition then-forms@dots{}
177 This is a variant of @code{if} where there are no @var{else-forms},
178 and possibly several @var{then-forms}.  In particular,
180 @example
181 (when @var{condition} @var{a} @var{b} @var{c})
182 @end example
184 @noindent
185 is entirely equivalent to
187 @example
188 (if @var{condition} (progn @var{a} @var{b} @var{c}) nil)
189 @end example
190 @end defmac
192 @defmac unless condition forms@dots{}
193 This is a variant of @code{if} where there is no @var{then-form}:
195 @example
196 (unless @var{condition} @var{a} @var{b} @var{c})
197 @end example
199 @noindent
200 is entirely equivalent to
202 @example
203 (if @var{condition} nil
204    @var{a} @var{b} @var{c})
205 @end example
206 @end defmac
208 @defspec cond clause@dots{}
209 @code{cond} chooses among an arbitrary number of alternatives.  Each
210 @var{clause} in the @code{cond} must be a list.  The @sc{car} of this
211 list is the @var{condition}; the remaining elements, if any, the
212 @var{body-forms}.  Thus, a clause looks like this:
214 @example
215 (@var{condition} @var{body-forms}@dots{})
216 @end example
218 @code{cond} tries the clauses in textual order, by evaluating the
219 @var{condition} of each clause.  If the value of @var{condition} is
220 non-@code{nil}, the clause ``succeeds''; then @code{cond} evaluates its
221 @var{body-forms}, and the value of the last of @var{body-forms} becomes
222 the value of the @code{cond}.  The remaining clauses are ignored.
224 If the value of @var{condition} is @code{nil}, the clause ``fails'', so
225 the @code{cond} moves on to the following clause, trying its
226 @var{condition}.
228 If every @var{condition} evaluates to @code{nil}, so that every clause
229 fails, @code{cond} returns @code{nil}.
231 A clause may also look like this:
233 @example
234 (@var{condition})
235 @end example
237 @noindent
238 Then, if @var{condition} is non-@code{nil} when tested, the value of
239 @var{condition} becomes the value of the @code{cond} form.
241 The following example has four clauses, which test for the cases where
242 the value of @code{x} is a number, string, buffer and symbol,
243 respectively:
245 @example
246 @group
247 (cond ((numberp x) x)
248       ((stringp x) x)
249       ((bufferp x)
250        (setq temporary-hack x) ; @r{multiple body-forms}
251        (buffer-name x))        ; @r{in one clause}
252       ((symbolp x) (symbol-value x)))
253 @end group
254 @end example
256 Often we want to execute the last clause whenever none of the previous
257 clauses was successful.  To do this, we use @code{t} as the
258 @var{condition} of the last clause, like this: @code{(t
259 @var{body-forms})}.  The form @code{t} evaluates to @code{t}, which is
260 never @code{nil}, so this clause never fails, provided the @code{cond}
261 gets to it at all.  For example:
263 @example
264 @group
265 (setq a 5)
266 (cond ((eq a 'hack) 'foo)
267       (t "default"))
268 @result{} "default"
269 @end group
270 @end example
272 @noindent
273 This @code{cond} expression returns @code{foo} if the value of @code{a}
274 is @code{hack}, and returns the string @code{"default"} otherwise.
275 @end defspec
277 Any conditional construct can be expressed with @code{cond} or with
278 @code{if}.  Therefore, the choice between them is a matter of style.
279 For example:
281 @example
282 @group
283 (if @var{a} @var{b} @var{c})
284 @equiv{}
285 (cond (@var{a} @var{b}) (t @var{c}))
286 @end group
287 @end example
289 @node Combining Conditions
290 @section Constructs for Combining Conditions
292   This section describes three constructs that are often used together
293 with @code{if} and @code{cond} to express complicated conditions.  The
294 constructs @code{and} and @code{or} can also be used individually as
295 kinds of multiple conditional constructs.
297 @defun not condition
298 This function tests for the falsehood of @var{condition}.  It returns
299 @code{t} if @var{condition} is @code{nil}, and @code{nil} otherwise.
300 The function @code{not} is identical to @code{null}, and we recommend
301 using the name @code{null} if you are testing for an empty list.
302 @end defun
304 @defspec and conditions@dots{}
305 The @code{and} special form tests whether all the @var{conditions} are
306 true.  It works by evaluating the @var{conditions} one by one in the
307 order written.
309 If any of the @var{conditions} evaluates to @code{nil}, then the result
310 of the @code{and} must be @code{nil} regardless of the remaining
311 @var{conditions}; so @code{and} returns @code{nil} right away, ignoring
312 the remaining @var{conditions}.
314 If all the @var{conditions} turn out non-@code{nil}, then the value of
315 the last of them becomes the value of the @code{and} form.  Just
316 @code{(and)}, with no @var{conditions}, returns @code{t}, appropriate
317 because all the @var{conditions} turned out non-@code{nil}.  (Think
318 about it; which one did not?)
320 Here is an example.  The first condition returns the integer 1, which is
321 not @code{nil}.  Similarly, the second condition returns the integer 2,
322 which is not @code{nil}.  The third condition is @code{nil}, so the
323 remaining condition is never evaluated.
325 @example
326 @group
327 (and (print 1) (print 2) nil (print 3))
328      @print{} 1
329      @print{} 2
330 @result{} nil
331 @end group
332 @end example
334 Here is a more realistic example of using @code{and}:
336 @example
337 @group
338 (if (and (consp foo) (eq (car foo) 'x))
339     (message "foo is a list starting with x"))
340 @end group
341 @end example
343 @noindent
344 Note that @code{(car foo)} is not executed if @code{(consp foo)} returns
345 @code{nil}, thus avoiding an error.
347 @code{and} expressions can also be written using either @code{if} or
348 @code{cond}.  Here's how:
350 @example
351 @group
352 (and @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
353 @equiv{}
354 (if @var{arg1} (if @var{arg2} @var{arg3}))
355 @equiv{}
356 (cond (@var{arg1} (cond (@var{arg2} @var{arg3}))))
357 @end group
358 @end example
359 @end defspec
361 @defspec or conditions@dots{}
362 The @code{or} special form tests whether at least one of the
363 @var{conditions} is true.  It works by evaluating all the
364 @var{conditions} one by one in the order written.
366 If any of the @var{conditions} evaluates to a non-@code{nil} value, then
367 the result of the @code{or} must be non-@code{nil}; so @code{or} returns
368 right away, ignoring the remaining @var{conditions}.  The value it
369 returns is the non-@code{nil} value of the condition just evaluated.
371 If all the @var{conditions} turn out @code{nil}, then the @code{or}
372 expression returns @code{nil}.  Just @code{(or)}, with no
373 @var{conditions}, returns @code{nil}, appropriate because all the
374 @var{conditions} turned out @code{nil}.  (Think about it; which one
375 did not?)
377 For example, this expression tests whether @code{x} is either
378 @code{nil} or the integer zero:
380 @example
381 (or (eq x nil) (eq x 0))
382 @end example
384 Like the @code{and} construct, @code{or} can be written in terms of
385 @code{cond}.  For example:
387 @example
388 @group
389 (or @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
390 @equiv{}
391 (cond (@var{arg1})
392       (@var{arg2})
393       (@var{arg3}))
394 @end group
395 @end example
397 You could almost write @code{or} in terms of @code{if}, but not quite:
399 @example
400 @group
401 (if @var{arg1} @var{arg1}
402   (if @var{arg2} @var{arg2}
403     @var{arg3}))
404 @end group
405 @end example
407 @noindent
408 This is not completely equivalent because it can evaluate @var{arg1} or
409 @var{arg2} twice.  By contrast, @code{(or @var{arg1} @var{arg2}
410 @var{arg3})} never evaluates any argument more than once.
411 @end defspec
413 @node Iteration
414 @section Iteration
415 @cindex iteration
416 @cindex recursion
418   Iteration means executing part of a program repetitively.  For
419 example, you might want to repeat some computation once for each element
420 of a list, or once for each integer from 0 to @var{n}.  You can do this
421 in Emacs Lisp with the special form @code{while}:
423 @defspec while condition forms@dots{}
424 @code{while} first evaluates @var{condition}.  If the result is
425 non-@code{nil}, it evaluates @var{forms} in textual order.  Then it
426 reevaluates @var{condition}, and if the result is non-@code{nil}, it
427 evaluates @var{forms} again.  This process repeats until @var{condition}
428 evaluates to @code{nil}.
430 There is no limit on the number of iterations that may occur.  The loop
431 will continue until either @var{condition} evaluates to @code{nil} or
432 until an error or @code{throw} jumps out of it (@pxref{Nonlocal Exits}).
434 The value of a @code{while} form is always @code{nil}.
436 @example
437 @group
438 (setq num 0)
439      @result{} 0
440 @end group
441 @group
442 (while (< num 4)
443   (princ (format "Iteration %d." num))
444   (setq num (1+ num)))
445      @print{} Iteration 0.
446      @print{} Iteration 1.
447      @print{} Iteration 2.
448      @print{} Iteration 3.
449      @result{} nil
450 @end group
451 @end example
453 To write a ``repeat...until'' loop, which will execute something on each
454 iteration and then do the end-test, put the body followed by the
455 end-test in a @code{progn} as the first argument of @code{while}, as
456 shown here:
458 @example
459 @group
460 (while (progn
461          (forward-line 1)
462          (not (looking-at "^$"))))
463 @end group
464 @end example
466 @noindent
467 This moves forward one line and continues moving by lines until it
468 reaches an empty line.  It is peculiar in that the @code{while} has no
469 body, just the end test (which also does the real work of moving point).
470 @end defspec
472   The @code{dolist} and @code{dotimes} macros provide convenient ways to
473 write two common kinds of loops.
475 @defmac dolist (var list [result]) body@dots{}
476 This construct executes @var{body} once for each element of
477 @var{list}, binding the variable @var{var} locally to hold the current
478 element.  Then it returns the value of evaluating @var{result}, or
479 @code{nil} if @var{result} is omitted.  For example, here is how you
480 could use @code{dolist} to define the @code{reverse} function:
482 @example
483 (defun reverse (list)
484   (let (value)
485     (dolist (elt list value)
486       (setq value (cons elt value)))))
487 @end example
488 @end defmac
490 @defmac dotimes (var count [result]) body@dots{}
491 This construct executes @var{body} once for each integer from 0
492 (inclusive) to @var{count} (exclusive), binding the variable @var{var}
493 to the integer for the current iteration.  Then it returns the value
494 of evaluating @var{result}, or @code{nil} if @var{result} is omitted.
495 Here is an example of using @code{dotimes} to do something 100 times:
497 @example
498 (dotimes (i 100)
499   (insert "I will not obey absurd orders\n"))
500 @end example
501 @end defmac
503 @node Nonlocal Exits
504 @section Nonlocal Exits
505 @cindex nonlocal exits
507   A @dfn{nonlocal exit} is a transfer of control from one point in a
508 program to another remote point.  Nonlocal exits can occur in Emacs Lisp
509 as a result of errors; you can also use them under explicit control.
510 Nonlocal exits unbind all variable bindings made by the constructs being
511 exited.
513 @menu
514 * Catch and Throw::     Nonlocal exits for the program's own purposes.
515 * Examples of Catch::   Showing how such nonlocal exits can be written.
516 * Errors::              How errors are signaled and handled.
517 * Cleanups::            Arranging to run a cleanup form if an error happens.
518 @end menu
520 @node Catch and Throw
521 @subsection Explicit Nonlocal Exits: @code{catch} and @code{throw}
523   Most control constructs affect only the flow of control within the
524 construct itself.  The function @code{throw} is the exception to this
525 rule of normal program execution: it performs a nonlocal exit on
526 request.  (There are other exceptions, but they are for error handling
527 only.)  @code{throw} is used inside a @code{catch}, and jumps back to
528 that @code{catch}.  For example:
530 @example
531 @group
532 (defun foo-outer ()
533   (catch 'foo
534     (foo-inner)))
536 (defun foo-inner ()
537   @dots{}
538   (if x
539       (throw 'foo t))
540   @dots{})
541 @end group
542 @end example
544 @noindent
545 The @code{throw} form, if executed, transfers control straight back to
546 the corresponding @code{catch}, which returns immediately.  The code
547 following the @code{throw} is not executed.  The second argument of
548 @code{throw} is used as the return value of the @code{catch}.
550   The function @code{throw} finds the matching @code{catch} based on the
551 first argument: it searches for a @code{catch} whose first argument is
552 @code{eq} to the one specified in the @code{throw}.  If there is more
553 than one applicable @code{catch}, the innermost one takes precedence.
554 Thus, in the above example, the @code{throw} specifies @code{foo}, and
555 the @code{catch} in @code{foo-outer} specifies the same symbol, so that
556 @code{catch} is the applicable one (assuming there is no other matching
557 @code{catch} in between).
559   Executing @code{throw} exits all Lisp constructs up to the matching
560 @code{catch}, including function calls.  When binding constructs such as
561 @code{let} or function calls are exited in this way, the bindings are
562 unbound, just as they are when these constructs exit normally
563 (@pxref{Local Variables}).  Likewise, @code{throw} restores the buffer
564 and position saved by @code{save-excursion} (@pxref{Excursions}), and
565 the narrowing status saved by @code{save-restriction} and the window
566 selection saved by @code{save-window-excursion} (@pxref{Window
567 Configurations}).  It also runs any cleanups established with the
568 @code{unwind-protect} special form when it exits that form
569 (@pxref{Cleanups}).
571   The @code{throw} need not appear lexically within the @code{catch}
572 that it jumps to.  It can equally well be called from another function
573 called within the @code{catch}.  As long as the @code{throw} takes place
574 chronologically after entry to the @code{catch}, and chronologically
575 before exit from it, it has access to that @code{catch}.  This is why
576 @code{throw} can be used in commands such as @code{exit-recursive-edit}
577 that throw back to the editor command loop (@pxref{Recursive Editing}).
579 @cindex CL note---only @code{throw} in Emacs
580 @quotation
581 @b{Common Lisp note:} Most other versions of Lisp, including Common Lisp,
582 have several ways of transferring control nonsequentially: @code{return},
583 @code{return-from}, and @code{go}, for example.  Emacs Lisp has only
584 @code{throw}.
585 @end quotation
587 @defspec catch tag body@dots{}
588 @cindex tag on run time stack
589 @code{catch} establishes a return point for the @code{throw} function.
590 The return point is distinguished from other such return points by
591 @var{tag}, which may be any Lisp object except @code{nil}.  The argument
592 @var{tag} is evaluated normally before the return point is established.
594 With the return point in effect, @code{catch} evaluates the forms of the
595 @var{body} in textual order.  If the forms execute normally (without
596 error or nonlocal exit) the value of the last body form is returned from
597 the @code{catch}.
599 If a @code{throw} is executed during the execution of @var{body},
600 specifying the same value @var{tag}, the @code{catch} form exits
601 immediately; the value it returns is whatever was specified as the
602 second argument of @code{throw}.
603 @end defspec
605 @defun throw tag value
606 The purpose of @code{throw} is to return from a return point previously
607 established with @code{catch}.  The argument @var{tag} is used to choose
608 among the various existing return points; it must be @code{eq} to the value
609 specified in the @code{catch}.  If multiple return points match @var{tag},
610 the innermost one is used.
612 The argument @var{value} is used as the value to return from that
613 @code{catch}.
615 @kindex no-catch
616 If no return point is in effect with tag @var{tag}, then a @code{no-catch}
617 error is signaled with data @code{(@var{tag} @var{value})}.
618 @end defun
620 @node Examples of Catch
621 @subsection Examples of @code{catch} and @code{throw}
623   One way to use @code{catch} and @code{throw} is to exit from a doubly
624 nested loop.  (In most languages, this would be done with a ``goto''.)
625 Here we compute @code{(foo @var{i} @var{j})} for @var{i} and @var{j}
626 varying from 0 to 9:
628 @example
629 @group
630 (defun search-foo ()
631   (catch 'loop
632     (let ((i 0))
633       (while (< i 10)
634         (let ((j 0))
635           (while (< j 10)
636             (if (foo i j)
637                 (throw 'loop (list i j)))
638             (setq j (1+ j))))
639         (setq i (1+ i))))))
640 @end group
641 @end example
643 @noindent
644 If @code{foo} ever returns non-@code{nil}, we stop immediately and return a
645 list of @var{i} and @var{j}.  If @code{foo} always returns @code{nil}, the
646 @code{catch} returns normally, and the value is @code{nil}, since that
647 is the result of the @code{while}.
649   Here are two tricky examples, slightly different, showing two
650 return points at once.  First, two return points with the same tag,
651 @code{hack}:
653 @example
654 @group
655 (defun catch2 (tag)
656   (catch tag
657     (throw 'hack 'yes)))
658 @result{} catch2
659 @end group
661 @group
662 (catch 'hack
663   (print (catch2 'hack))
664   'no)
665 @print{} yes
666 @result{} no
667 @end group
668 @end example
670 @noindent
671 Since both return points have tags that match the @code{throw}, it goes to
672 the inner one, the one established in @code{catch2}.  Therefore,
673 @code{catch2} returns normally with value @code{yes}, and this value is
674 printed.  Finally the second body form in the outer @code{catch}, which is
675 @code{'no}, is evaluated and returned from the outer @code{catch}.
677   Now let's change the argument given to @code{catch2}:
679 @example
680 @group
681 (catch 'hack
682   (print (catch2 'quux))
683   'no)
684 @result{} yes
685 @end group
686 @end example
688 @noindent
689 We still have two return points, but this time only the outer one has
690 the tag @code{hack}; the inner one has the tag @code{quux} instead.
691 Therefore, @code{throw} makes the outer @code{catch} return the value
692 @code{yes}.  The function @code{print} is never called, and the
693 body-form @code{'no} is never evaluated.
695 @node Errors
696 @subsection Errors
697 @cindex errors
699   When Emacs Lisp attempts to evaluate a form that, for some reason,
700 cannot be evaluated, it @dfn{signals} an @dfn{error}.
702   When an error is signaled, Emacs's default reaction is to print an
703 error message and terminate execution of the current command.  This is
704 the right thing to do in most cases, such as if you type @kbd{C-f} at
705 the end of the buffer.
707   In complicated programs, simple termination may not be what you want.
708 For example, the program may have made temporary changes in data
709 structures, or created temporary buffers that should be deleted before
710 the program is finished.  In such cases, you would use
711 @code{unwind-protect} to establish @dfn{cleanup expressions} to be
712 evaluated in case of error.  (@xref{Cleanups}.)  Occasionally, you may
713 wish the program to continue execution despite an error in a subroutine.
714 In these cases, you would use @code{condition-case} to establish
715 @dfn{error handlers} to recover control in case of error.
717   Resist the temptation to use error handling to transfer control from
718 one part of the program to another; use @code{catch} and @code{throw}
719 instead.  @xref{Catch and Throw}.
721 @menu
722 * Signaling Errors::      How to report an error.
723 * Processing of Errors::  What Emacs does when you report an error.
724 * Handling Errors::       How you can trap errors and continue execution.
725 * Error Symbols::         How errors are classified for trapping them.
726 @end menu
728 @node Signaling Errors
729 @subsubsection How to Signal an Error
730 @cindex signaling errors
732    @dfn{Signaling} an error means beginning error processing.  Error
733 processing normally aborts all or part of the running program and
734 returns to a point that is set up to handle the error
735 (@pxref{Processing of Errors}).  Here we describe how to signal an
736 error.
738   Most errors are signaled ``automatically'' within Lisp primitives
739 which you call for other purposes, such as if you try to take the
740 @sc{car} of an integer or move forward a character at the end of the
741 buffer.  You can also signal errors explicitly with the functions
742 @code{error} and @code{signal}.
744   Quitting, which happens when the user types @kbd{C-g}, is not
745 considered an error, but it is handled almost like an error.
746 @xref{Quitting}.
748   Every error specifies an error message, one way or another.  The
749 message should state what is wrong (``File does not exist''), not how
750 things ought to be (``File must exist'').  The convention in Emacs
751 Lisp is that error messages should start with a capital letter, but
752 should not end with any sort of punctuation.
754 @defun error format-string &rest args
755 This function signals an error with an error message constructed by
756 applying @code{format} (@pxref{Formatting Strings}) to
757 @var{format-string} and @var{args}.
759 These examples show typical uses of @code{error}:
761 @example
762 @group
763 (error "That is an error -- try something else")
764      @error{} That is an error -- try something else
765 @end group
767 @group
768 (error "You have committed %d errors" 10)
769      @error{} You have committed 10 errors
770 @end group
771 @end example
773 @code{error} works by calling @code{signal} with two arguments: the
774 error symbol @code{error}, and a list containing the string returned by
775 @code{format}.
777 @strong{Warning:} If you want to use your own string as an error message
778 verbatim, don't just write @code{(error @var{string})}.  If @var{string}
779 contains @samp{%}, it will be interpreted as a format specifier, with
780 undesirable results.  Instead, use @code{(error "%s" @var{string})}.
781 @end defun
783 @defun signal error-symbol data
784 @anchor{Definition of signal}
785 This function signals an error named by @var{error-symbol}.  The
786 argument @var{data} is a list of additional Lisp objects relevant to
787 the circumstances of the error.
789 The argument @var{error-symbol} must be an @dfn{error symbol}---a symbol
790 bearing a property @code{error-conditions} whose value is a list of
791 condition names.  This is how Emacs Lisp classifies different sorts of
792 errors. @xref{Error Symbols}, for a description of error symbols,
793 error conditions and condition names.
795 If the error is not handled, the two arguments are used in printing
796 the error message.  Normally, this error message is provided by the
797 @code{error-message} property of @var{error-symbol}.  If @var{data} is
798 non-@code{nil}, this is followed by a colon and a comma separated list
799 of the unevaluated elements of @var{data}.  For @code{error}, the
800 error message is the @sc{car} of @var{data} (that must be a string).
801 Subcategories of @code{file-error} are handled specially.
803 The number and significance of the objects in @var{data} depends on
804 @var{error-symbol}.  For example, with a @code{wrong-type-argument} error,
805 there should be two objects in the list: a predicate that describes the type
806 that was expected, and the object that failed to fit that type.
808 Both @var{error-symbol} and @var{data} are available to any error
809 handlers that handle the error: @code{condition-case} binds a local
810 variable to a list of the form @code{(@var{error-symbol} .@:
811 @var{data})} (@pxref{Handling Errors}).
813 The function @code{signal} never returns.
814 @c (though in older Emacs versions it sometimes could).
816 @example
817 @group
818 (signal 'wrong-number-of-arguments '(x y))
819      @error{} Wrong number of arguments: x, y
820 @end group
822 @group
823 (signal 'no-such-error '("My unknown error condition"))
824      @error{} peculiar error: "My unknown error condition"
825 @end group
826 @end example
827 @end defun
829 @cindex CL note---no continuable errors
830 @quotation
831 @b{Common Lisp note:} Emacs Lisp has nothing like the Common Lisp
832 concept of continuable errors.
833 @end quotation
835 @node Processing of Errors
836 @subsubsection How Emacs Processes Errors
838 When an error is signaled, @code{signal} searches for an active
839 @dfn{handler} for the error.  A handler is a sequence of Lisp
840 expressions designated to be executed if an error happens in part of the
841 Lisp program.  If the error has an applicable handler, the handler is
842 executed, and control resumes following the handler.  The handler
843 executes in the environment of the @code{condition-case} that
844 established it; all functions called within that @code{condition-case}
845 have already been exited, and the handler cannot return to them.
847 If there is no applicable handler for the error, it terminates the
848 current command and returns control to the editor command loop.  (The
849 command loop has an implicit handler for all kinds of errors.)  The
850 command loop's handler uses the error symbol and associated data to
851 print an error message.  You can use the variable
852 @code{command-error-function} to control how this is done:
854 @defvar command-error-function
855 This variable, if non-@code{nil}, specifies a function to use to
856 handle errors that return control to the Emacs command loop.  The
857 function should take three arguments: @var{data}, a list of the same
858 form that @code{condition-case} would bind to its variable;
859 @var{context}, a string describing the situation in which the error
860 occurred, or (more often) @code{nil}; and @var{caller}, the Lisp
861 function which called the primitive that signaled the error.
862 @end defvar
864 @cindex @code{debug-on-error} use
865 An error that has no explicit handler may call the Lisp debugger.  The
866 debugger is enabled if the variable @code{debug-on-error} (@pxref{Error
867 Debugging}) is non-@code{nil}.  Unlike error handlers, the debugger runs
868 in the environment of the error, so that you can examine values of
869 variables precisely as they were at the time of the error.
871 @node Handling Errors
872 @subsubsection Writing Code to Handle Errors
873 @cindex error handler
874 @cindex handling errors
876   The usual effect of signaling an error is to terminate the command
877 that is running and return immediately to the Emacs editor command loop.
878 You can arrange to trap errors occurring in a part of your program by
879 establishing an error handler, with the special form
880 @code{condition-case}.  A simple example looks like this:
882 @example
883 @group
884 (condition-case nil
885     (delete-file filename)
886   (error nil))
887 @end group
888 @end example
890 @noindent
891 This deletes the file named @var{filename}, catching any error and
892 returning @code{nil} if an error occurs.  (You can use the macro
893 @code{ignore-errors} for a simple case like this; see below.)
895   The @code{condition-case} construct is often used to trap errors that
896 are predictable, such as failure to open a file in a call to
897 @code{insert-file-contents}.  It is also used to trap errors that are
898 totally unpredictable, such as when the program evaluates an expression
899 read from the user.
901   The second argument of @code{condition-case} is called the
902 @dfn{protected form}.  (In the example above, the protected form is a
903 call to @code{delete-file}.)  The error handlers go into effect when
904 this form begins execution and are deactivated when this form returns.
905 They remain in effect for all the intervening time.  In particular, they
906 are in effect during the execution of functions called by this form, in
907 their subroutines, and so on.  This is a good thing, since, strictly
908 speaking, errors can be signaled only by Lisp primitives (including
909 @code{signal} and @code{error}) called by the protected form, not by the
910 protected form itself.
912   The arguments after the protected form are handlers.  Each handler
913 lists one or more @dfn{condition names} (which are symbols) to specify
914 which errors it will handle.  The error symbol specified when an error
915 is signaled also defines a list of condition names.  A handler applies
916 to an error if they have any condition names in common.  In the example
917 above, there is one handler, and it specifies one condition name,
918 @code{error}, which covers all errors.
920   The search for an applicable handler checks all the established handlers
921 starting with the most recently established one.  Thus, if two nested
922 @code{condition-case} forms offer to handle the same error, the inner of
923 the two gets to handle it.
925   If an error is handled by some @code{condition-case} form, this
926 ordinarily prevents the debugger from being run, even if
927 @code{debug-on-error} says this error should invoke the debugger.
929   If you want to be able to debug errors that are caught by a
930 @code{condition-case}, set the variable @code{debug-on-signal} to a
931 non-@code{nil} value.  You can also specify that a particular handler
932 should let the debugger run first, by writing @code{debug} among the
933 conditions, like this:
935 @example
936 @group
937 (condition-case nil
938     (delete-file filename)
939   ((debug error) nil))
940 @end group
941 @end example
943 @noindent
944 The effect of @code{debug} here is only to prevent
945 @code{condition-case} from suppressing the call to the debugger.  Any
946 given error will invoke the debugger only if @code{debug-on-error} and
947 the other usual filtering mechanisms say it should.  @xref{Error Debugging}.
949 @defmac condition-case-unless-debug var protected-form handlers@dots{}
950 The macro @code{condition-case-unless-debug} provides another way to
951 handle debugging of such forms.  It behaves exactly like
952 @code{condition-case}, unless the variable @code{debug-on-error} is
953 non-@code{nil}, in which case it does not handle any errors at all.
954 @end defmac
956   Once Emacs decides that a certain handler handles the error, it
957 returns control to that handler.  To do so, Emacs unbinds all variable
958 bindings made by binding constructs that are being exited, and
959 executes the cleanups of all @code{unwind-protect} forms that are
960 being exited.  Once control arrives at the handler, the body of the
961 handler executes normally.
963   After execution of the handler body, execution returns from the
964 @code{condition-case} form.  Because the protected form is exited
965 completely before execution of the handler, the handler cannot resume
966 execution at the point of the error, nor can it examine variable
967 bindings that were made within the protected form.  All it can do is
968 clean up and proceed.
970   Error signaling and handling have some resemblance to @code{throw} and
971 @code{catch} (@pxref{Catch and Throw}), but they are entirely separate
972 facilities.  An error cannot be caught by a @code{catch}, and a
973 @code{throw} cannot be handled by an error handler (though using
974 @code{throw} when there is no suitable @code{catch} signals an error
975 that can be handled).
977 @defspec condition-case var protected-form handlers@dots{}
978 This special form establishes the error handlers @var{handlers} around
979 the execution of @var{protected-form}.  If @var{protected-form} executes
980 without error, the value it returns becomes the value of the
981 @code{condition-case} form; in this case, the @code{condition-case} has
982 no effect.  The @code{condition-case} form makes a difference when an
983 error occurs during @var{protected-form}.
985 Each of the @var{handlers} is a list of the form @code{(@var{conditions}
986 @var{body}@dots{})}.  Here @var{conditions} is an error condition name
987 to be handled, or a list of condition names (which can include @code{debug}
988 to allow the debugger to run before the handler); @var{body} is one or more
989 Lisp expressions to be executed when this handler handles an error.
990 Here are examples of handlers:
992 @example
993 @group
994 (error nil)
996 (arith-error (message "Division by zero"))
998 ((arith-error file-error)
999  (message
1000   "Either division by zero or failure to open a file"))
1001 @end group
1002 @end example
1004 Each error that occurs has an @dfn{error symbol} that describes what
1005 kind of error it is.  The @code{error-conditions} property of this
1006 symbol is a list of condition names (@pxref{Error Symbols}).  Emacs
1007 searches all the active @code{condition-case} forms for a handler that
1008 specifies one or more of these condition names; the innermost matching
1009 @code{condition-case} handles the error.  Within this
1010 @code{condition-case}, the first applicable handler handles the error.
1012 After executing the body of the handler, the @code{condition-case}
1013 returns normally, using the value of the last form in the handler body
1014 as the overall value.
1016 @cindex error description
1017 The argument @var{var} is a variable.  @code{condition-case} does not
1018 bind this variable when executing the @var{protected-form}, only when it
1019 handles an error.  At that time, it binds @var{var} locally to an
1020 @dfn{error description}, which is a list giving the particulars of the
1021 error.  The error description has the form @code{(@var{error-symbol}
1022 . @var{data})}.  The handler can refer to this list to decide what to
1023 do.  For example, if the error is for failure opening a file, the file
1024 name is the second element of @var{data}---the third element of the
1025 error description.
1027 If @var{var} is @code{nil}, that means no variable is bound.  Then the
1028 error symbol and associated data are not available to the handler.
1030 @cindex rethrow a signal
1031 Sometimes it is necessary to re-throw a signal caught by
1032 @code{condition-case}, for some outer-level handler to catch.  Here's
1033 how to do that:
1035 @example
1036   (signal (car err) (cdr err))
1037 @end example
1039 @noindent
1040 where @code{err} is the error description variable, the first argument
1041 to @code{condition-case} whose error condition you want to re-throw.
1042 @xref{Definition of signal}.
1043 @end defspec
1045 @defun error-message-string error-descriptor
1046 This function returns the error message string for a given error
1047 descriptor.  It is useful if you want to handle an error by printing the
1048 usual error message for that error.  @xref{Definition of signal}.
1049 @end defun
1051 @cindex @code{arith-error} example
1052 Here is an example of using @code{condition-case} to handle the error
1053 that results from dividing by zero.  The handler displays the error
1054 message (but without a beep), then returns a very large number.
1056 @example
1057 @group
1058 (defun safe-divide (dividend divisor)
1059   (condition-case err
1060       ;; @r{Protected form.}
1061       (/ dividend divisor)
1062 @end group
1063 @group
1064     ;; @r{The handler.}
1065     (arith-error                        ; @r{Condition.}
1066      ;; @r{Display the usual message for this error.}
1067      (message "%s" (error-message-string err))
1068      1000000)))
1069 @result{} safe-divide
1070 @end group
1072 @group
1073 (safe-divide 5 0)
1074      @print{} Arithmetic error: (arith-error)
1075 @result{} 1000000
1076 @end group
1077 @end example
1079 @noindent
1080 The handler specifies condition name @code{arith-error} so that it
1081 will handle only division-by-zero errors.  Other kinds of errors will
1082 not be handled (by this @code{condition-case}).  Thus:
1084 @example
1085 @group
1086 (safe-divide nil 3)
1087      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, nil
1088 @end group
1089 @end example
1091   Here is a @code{condition-case} that catches all kinds of errors,
1092 including those from @code{error}:
1094 @example
1095 @group
1096 (setq baz 34)
1097      @result{} 34
1098 @end group
1100 @group
1101 (condition-case err
1102     (if (eq baz 35)
1103         t
1104       ;; @r{This is a call to the function @code{error}.}
1105       (error "Rats!  The variable %s was %s, not 35" 'baz baz))
1106   ;; @r{This is the handler; it is not a form.}
1107   (error (princ (format "The error was: %s" err))
1108          2))
1109 @print{} The error was: (error "Rats!  The variable baz was 34, not 35")
1110 @result{} 2
1111 @end group
1112 @end example
1114 @defmac ignore-errors body@dots{}
1115 This construct executes @var{body}, ignoring any errors that occur
1116 during its execution.  If the execution is without error,
1117 @code{ignore-errors} returns the value of the last form in @var{body};
1118 otherwise, it returns @code{nil}.
1120 Here's the example at the beginning of this subsection rewritten using
1121 @code{ignore-errors}:
1123 @example
1124 @group
1125   (ignore-errors
1126    (delete-file filename))
1127 @end group
1128 @end example
1129 @end defmac
1131 @defmac with-demoted-errors body@dots{}
1132 This macro is like a milder version of @code{ignore-errors}.  Rather
1133 than suppressing errors altogether, it converts them into messages.
1134 Use this form around code that is not expected to signal errors, but
1135 should be robust if one does occur.  Note that this macro uses
1136 @code{condition-case-unless-debug} rather than @code{condition-case}.
1137 @end defmac
1139 @node Error Symbols
1140 @subsubsection Error Symbols and Condition Names
1141 @cindex error symbol
1142 @cindex error name
1143 @cindex condition name
1144 @cindex user-defined error
1145 @kindex error-conditions
1147   When you signal an error, you specify an @dfn{error symbol} to specify
1148 the kind of error you have in mind.  Each error has one and only one
1149 error symbol to categorize it.  This is the finest classification of
1150 errors defined by the Emacs Lisp language.
1152   These narrow classifications are grouped into a hierarchy of wider
1153 classes called @dfn{error conditions}, identified by @dfn{condition
1154 names}.  The narrowest such classes belong to the error symbols
1155 themselves: each error symbol is also a condition name.  There are also
1156 condition names for more extensive classes, up to the condition name
1157 @code{error} which takes in all kinds of errors (but not @code{quit}).
1158 Thus, each error has one or more condition names: @code{error}, the
1159 error symbol if that is distinct from @code{error}, and perhaps some
1160 intermediate classifications.
1162   In order for a symbol to be an error symbol, it must have an
1163 @code{error-conditions} property which gives a list of condition names.
1164 This list defines the conditions that this kind of error belongs to.
1165 (The error symbol itself, and the symbol @code{error}, should always be
1166 members of this list.)  Thus, the hierarchy of condition names is
1167 defined by the @code{error-conditions} properties of the error symbols.
1168 Because quitting is not considered an error, the value of the
1169 @code{error-conditions} property of @code{quit} is just @code{(quit)}.
1171 @cindex peculiar error
1172   In addition to the @code{error-conditions} list, the error symbol
1173 should have an @code{error-message} property whose value is a string to
1174 be printed when that error is signaled but not handled.  If the
1175 error symbol has no @code{error-message} property or if the
1176 @code{error-message} property exists, but is not a string, the error
1177 message @samp{peculiar error} is used.  @xref{Definition of signal}.
1179   Here is how we define a new error symbol, @code{new-error}:
1181 @example
1182 @group
1183 (put 'new-error
1184      'error-conditions
1185      '(error my-own-errors new-error))
1186 @result{} (error my-own-errors new-error)
1187 @end group
1188 @group
1189 (put 'new-error 'error-message "A new error")
1190 @result{} "A new error"
1191 @end group
1192 @end example
1194 @noindent
1195 This error has three condition names: @code{new-error}, the narrowest
1196 classification; @code{my-own-errors}, which we imagine is a wider
1197 classification; and @code{error}, which is the widest of all.
1199   The error string should start with a capital letter but it should
1200 not end with a period.  This is for consistency with the rest of Emacs.
1202   Naturally, Emacs will never signal @code{new-error} on its own; only
1203 an explicit call to @code{signal} (@pxref{Definition of signal}) in
1204 your code can do this:
1206 @example
1207 @group
1208 (signal 'new-error '(x y))
1209      @error{} A new error: x, y
1210 @end group
1211 @end example
1213   This error can be handled through any of the three condition names.
1214 This example handles @code{new-error} and any other errors in the class
1215 @code{my-own-errors}:
1217 @example
1218 @group
1219 (condition-case foo
1220     (bar nil t)
1221   (my-own-errors nil))
1222 @end group
1223 @end example
1225   The significant way that errors are classified is by their condition
1226 names---the names used to match errors with handlers.  An error symbol
1227 serves only as a convenient way to specify the intended error message
1228 and list of condition names.  It would be cumbersome to give
1229 @code{signal} a list of condition names rather than one error symbol.
1231   By contrast, using only error symbols without condition names would
1232 seriously decrease the power of @code{condition-case}.  Condition names
1233 make it possible to categorize errors at various levels of generality
1234 when you write an error handler.  Using error symbols alone would
1235 eliminate all but the narrowest level of classification.
1237   @xref{Standard Errors}, for a list of the main error symbols
1238 and their conditions.
1240 @node Cleanups
1241 @subsection Cleaning Up from Nonlocal Exits
1243   The @code{unwind-protect} construct is essential whenever you
1244 temporarily put a data structure in an inconsistent state; it permits
1245 you to make the data consistent again in the event of an error or
1246 throw.  (Another more specific cleanup construct that is used only for
1247 changes in buffer contents is the atomic change group; @ref{Atomic
1248 Changes}.)
1250 @defspec unwind-protect body-form cleanup-forms@dots{}
1251 @cindex cleanup forms
1252 @cindex protected forms
1253 @cindex error cleanup
1254 @cindex unwinding
1255 @code{unwind-protect} executes @var{body-form} with a guarantee that
1256 the @var{cleanup-forms} will be evaluated if control leaves
1257 @var{body-form}, no matter how that happens.  @var{body-form} may
1258 complete normally, or execute a @code{throw} out of the
1259 @code{unwind-protect}, or cause an error; in all cases, the
1260 @var{cleanup-forms} will be evaluated.
1262 If @var{body-form} finishes normally, @code{unwind-protect} returns the
1263 value of @var{body-form}, after it evaluates the @var{cleanup-forms}.
1264 If @var{body-form} does not finish, @code{unwind-protect} does not
1265 return any value in the normal sense.
1267 Only @var{body-form} is protected by the @code{unwind-protect}.  If any
1268 of the @var{cleanup-forms} themselves exits nonlocally (via a
1269 @code{throw} or an error), @code{unwind-protect} is @emph{not}
1270 guaranteed to evaluate the rest of them.  If the failure of one of the
1271 @var{cleanup-forms} has the potential to cause trouble, then protect
1272 it with another @code{unwind-protect} around that form.
1274 The number of currently active @code{unwind-protect} forms counts,
1275 together with the number of local variable bindings, against the limit
1276 @code{max-specpdl-size} (@pxref{Definition of max-specpdl-size,, Local
1277 Variables}).
1278 @end defspec
1280   For example, here we make an invisible buffer for temporary use, and
1281 make sure to kill it before finishing:
1283 @example
1284 @group
1285 (let ((buffer (get-buffer-create " *temp*")))
1286   (with-current-buffer buffer
1287     (unwind-protect
1288         @var{body-form}
1289       (kill-buffer buffer))))
1290 @end group
1291 @end example
1293 @noindent
1294 You might think that we could just as well write @code{(kill-buffer
1295 (current-buffer))} and dispense with the variable @code{buffer}.
1296 However, the way shown above is safer, if @var{body-form} happens to
1297 get an error after switching to a different buffer!  (Alternatively,
1298 you could write a @code{save-current-buffer} around @var{body-form},
1299 to ensure that the temporary buffer becomes current again in time to
1300 kill it.)
1302   Emacs includes a standard macro called @code{with-temp-buffer} which
1303 expands into more or less the code shown above (@pxref{Definition of
1304 with-temp-buffer,, Current Buffer}).  Several of the macros defined in
1305 this manual use @code{unwind-protect} in this way.
1307 @findex ftp-login
1308   Here is an actual example derived from an FTP package.  It creates a
1309 process (@pxref{Processes}) to try to establish a connection to a remote
1310 machine.  As the function @code{ftp-login} is highly susceptible to
1311 numerous problems that the writer of the function cannot anticipate, it
1312 is protected with a form that guarantees deletion of the process in the
1313 event of failure.  Otherwise, Emacs might fill up with useless
1314 subprocesses.
1316 @example
1317 @group
1318 (let ((win nil))
1319   (unwind-protect
1320       (progn
1321         (setq process (ftp-setup-buffer host file))
1322         (if (setq win (ftp-login process host user password))
1323             (message "Logged in")
1324           (error "Ftp login failed")))
1325     (or win (and process (delete-process process)))))
1326 @end group
1327 @end example
1329   This example has a small bug: if the user types @kbd{C-g} to
1330 quit, and the quit happens immediately after the function
1331 @code{ftp-setup-buffer} returns but before the variable @code{process} is
1332 set, the process will not be killed.  There is no easy way to fix this bug,
1333 but at least it is very unlikely.