*** empty log message ***
[emacs.git] / lispref / objects.texi
blobf8a093656b92c61e1b0656f1bd31f3913acac842
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2002, 2003,
4 @c   2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/objects
7 @node Lisp Data Types, Numbers, Introduction, Top
8 @chapter Lisp Data Types
9 @cindex object
10 @cindex Lisp object
11 @cindex type
12 @cindex data type
14   A Lisp @dfn{object} is a piece of data used and manipulated by Lisp
15 programs.  For our purposes, a @dfn{type} or @dfn{data type} is a set of
16 possible objects.
18   Every object belongs to at least one type.  Objects of the same type
19 have similar structures and may usually be used in the same contexts.
20 Types can overlap, and objects can belong to two or more types.
21 Consequently, we can ask whether an object belongs to a particular type,
22 but not for ``the'' type of an object.
24 @cindex primitive type
25   A few fundamental object types are built into Emacs.  These, from
26 which all other types are constructed, are called @dfn{primitive types}.
27 Each object belongs to one and only one primitive type.  These types
28 include @dfn{integer}, @dfn{float}, @dfn{cons}, @dfn{symbol},
29 @dfn{string}, @dfn{vector}, @dfn{hash-table}, @dfn{subr}, and
30 @dfn{byte-code function}, plus several special types, such as
31 @dfn{buffer}, that are related to editing.  (@xref{Editing Types}.)
33   Each primitive type has a corresponding Lisp function that checks
34 whether an object is a member of that type.
36   Note that Lisp is unlike many other languages in that Lisp objects are
37 @dfn{self-typing}: the primitive type of the object is implicit in the
38 object itself.  For example, if an object is a vector, nothing can treat
39 it as a number; Lisp knows it is a vector, not a number.
41   In most languages, the programmer must declare the data type of each
42 variable, and the type is known by the compiler but not represented in
43 the data.  Such type declarations do not exist in Emacs Lisp.  A Lisp
44 variable can have any type of value, and it remembers whatever value
45 you store in it, type and all.  (Actually, a small number of Emacs
46 Lisp variables can only take on values of a certain type.
47 @xref{Variables with Restricted Values}.)
49   This chapter describes the purpose, printed representation, and read
50 syntax of each of the standard types in GNU Emacs Lisp.  Details on how
51 to use these types can be found in later chapters.
53 @menu
54 * Printed Representation::      How Lisp objects are represented as text.
55 * Comments::                    Comments and their formatting conventions.
56 * Programming Types::           Types found in all Lisp systems.
57 * Editing Types::               Types specific to Emacs.
58 * Circular Objects::            Read syntax for circular structure.
59 * Type Predicates::             Tests related to types.
60 * Equality Predicates::         Tests of equality between any two objects.
61 @end menu
63 @node Printed Representation
64 @comment  node-name,  next,  previous,  up
65 @section Printed Representation and Read Syntax
66 @cindex printed representation
67 @cindex read syntax
69   The @dfn{printed representation} of an object is the format of the
70 output generated by the Lisp printer (the function @code{prin1}) for
71 that object.  Every data type has a unique printed representation.
72 The @dfn{read syntax} of an object is the format of the input accepted
73 by the Lisp reader (the function @code{read}) for that object.  This
74 is not necessarily unique; many kinds of object have more than one
75 syntax.  @xref{Read and Print}.
77 @cindex hash notation
78   In most cases, an object's printed representation is also a read
79 syntax for the object.  However, some types have no read syntax, since
80 it does not make sense to enter objects of these types as constants in
81 a Lisp program.  These objects are printed in @dfn{hash notation},
82 which consists of the characters @samp{#<}, a descriptive string
83 (typically the type name followed by the name of the object), and a
84 closing @samp{>}.  For example:
86 @example
87 (current-buffer)
88      @result{} #<buffer objects.texi>
89 @end example
91 @noindent
92 Hash notation cannot be read at all, so the Lisp reader signals the
93 error @code{invalid-read-syntax} whenever it encounters @samp{#<}.
94 @kindex invalid-read-syntax
96   In other languages, an expression is text; it has no other form.  In
97 Lisp, an expression is primarily a Lisp object and only secondarily the
98 text that is the object's read syntax.  Often there is no need to
99 emphasize this distinction, but you must keep it in the back of your
100 mind, or you will occasionally be very confused.
102   When you evaluate an expression interactively, the Lisp interpreter
103 first reads the textual representation of it, producing a Lisp object,
104 and then evaluates that object (@pxref{Evaluation}).  However,
105 evaluation and reading are separate activities.  Reading returns the
106 Lisp object represented by the text that is read; the object may or may
107 not be evaluated later.  @xref{Input Functions}, for a description of
108 @code{read}, the basic function for reading objects.
110 @node Comments
111 @comment  node-name,  next,  previous,  up
112 @section Comments
113 @cindex comments
114 @cindex @samp{;} in comment
116   A @dfn{comment} is text that is written in a program only for the sake
117 of humans that read the program, and that has no effect on the meaning
118 of the program.  In Lisp, a semicolon (@samp{;}) starts a comment if it
119 is not within a string or character constant.  The comment continues to
120 the end of line.  The Lisp reader discards comments; they do not become
121 part of the Lisp objects which represent the program within the Lisp
122 system.
124   The @samp{#@@@var{count}} construct, which skips the next @var{count}
125 characters, is useful for program-generated comments containing binary
126 data.  The Emacs Lisp byte compiler uses this in its output files
127 (@pxref{Byte Compilation}).  It isn't meant for source files, however.
129   @xref{Comment Tips}, for conventions for formatting comments.
131 @node Programming Types
132 @section Programming Types
133 @cindex programming types
135   There are two general categories of types in Emacs Lisp: those having
136 to do with Lisp programming, and those having to do with editing.  The
137 former exist in many Lisp implementations, in one form or another.  The
138 latter are unique to Emacs Lisp.
140 @menu
141 * Integer Type::        Numbers without fractional parts.
142 * Floating Point Type:: Numbers with fractional parts and with a large range.
143 * Character Type::      The representation of letters, numbers and
144                         control characters.
145 * Symbol Type::         A multi-use object that refers to a function,
146                         variable, or property list, and has a unique identity.
147 * Sequence Type::       Both lists and arrays are classified as sequences.
148 * Cons Cell Type::      Cons cells, and lists (which are made from cons cells).
149 * Array Type::          Arrays include strings and vectors.
150 * String Type::         An (efficient) array of characters.
151 * Vector Type::         One-dimensional arrays.
152 * Char-Table Type::     One-dimensional sparse arrays indexed by characters.
153 * Bool-Vector Type::    One-dimensional arrays of @code{t} or @code{nil}.
154 * Hash Table Type::     Super-fast lookup tables.
155 * Function Type::       A piece of executable code you can call from elsewhere.
156 * Macro Type::          A method of expanding an expression into another
157                           expression, more fundamental but less pretty.
158 * Primitive Function Type::     A function written in C, callable from Lisp.
159 * Byte-Code Type::      A function written in Lisp, then compiled.
160 * Autoload Type::       A type used for automatically loading seldom-used
161                         functions.
162 @end menu
164 @node Integer Type
165 @subsection Integer Type
167   The range of values for integers in Emacs Lisp is @minus{}268435456 to
168 268435455 (29 bits; i.e.,
169 @ifnottex
170 -2**28
171 @end ifnottex
172 @tex
173 @math{-2^{28}}
174 @end tex
176 @ifnottex
177 2**28 - 1)
178 @end ifnottex
179 @tex
180 @math{2^{28}-1})
181 @end tex
182 on most machines.  (Some machines may provide a wider range.)  It is
183 important to note that the Emacs Lisp arithmetic functions do not check
184 for overflow.  Thus @code{(1+ 268435455)} is @minus{}268435456 on most
185 machines.
187   The read syntax for integers is a sequence of (base ten) digits with an
188 optional sign at the beginning and an optional period at the end.  The
189 printed representation produced by the Lisp interpreter never has a
190 leading @samp{+} or a final @samp{.}.
192 @example
193 @group
194 -1               ; @r{The integer -1.}
195 1                ; @r{The integer 1.}
196 1.               ; @r{Also the integer 1.}
197 +1               ; @r{Also the integer 1.}
198 536870913        ; @r{Also the integer 1 on a 29-bit implementation.}
199 @end group
200 @end example
202   @xref{Numbers}, for more information.
204 @node Floating Point Type
205 @subsection Floating Point Type
207   Floating point numbers are the computer equivalent of scientific
208 notation; you can think of a floating point number as a fraction
209 together with a power of ten.  The precise number of significant
210 figures and the range of possible exponents is machine-specific; Emacs
211 uses the C data type @code{double} to store the value, and internally
212 this records a power of 2 rather than a power of 10.
214   The printed representation for floating point numbers requires either
215 a decimal point (with at least one digit following), an exponent, or
216 both.  For example, @samp{1500.0}, @samp{15e2}, @samp{15.0e2},
217 @samp{1.5e3}, and @samp{.15e4} are five ways of writing a floating point
218 number whose value is 1500.  They are all equivalent.
220   @xref{Numbers}, for more information.
222 @node Character Type
223 @subsection Character Type
224 @cindex @acronym{ASCII} character codes
226   A @dfn{character} in Emacs Lisp is nothing more than an integer.  In
227 other words, characters are represented by their character codes.  For
228 example, the character @kbd{A} is represented as the @w{integer 65}.
230   Individual characters are not often used in programs.  It is far more
231 common to work with @emph{strings}, which are sequences composed of
232 characters.  @xref{String Type}.
234   Characters in strings, buffers, and files are currently limited to
235 the range of 0 to 524287---nineteen bits.  But not all values in that
236 range are valid character codes.  Codes 0 through 127 are
237 @acronym{ASCII} codes; the rest are non-@acronym{ASCII}
238 (@pxref{Non-ASCII Characters}).  Characters that represent keyboard
239 input have a much wider range, to encode modifier keys such as
240 Control, Meta and Shift.
242 @cindex read syntax for characters
243 @cindex printed representation for characters
244 @cindex syntax for characters
245 @cindex @samp{?} in character constant
246 @cindex question mark in character constant
247   Since characters are really integers, the printed representation of a
248 character is a decimal number.  This is also a possible read syntax for
249 a character, but writing characters that way in Lisp programs is a very
250 bad idea.  You should @emph{always} use the special read syntax formats
251 that Emacs Lisp provides for characters.  These syntax formats start
252 with a question mark.
254   The usual read syntax for alphanumeric characters is a question mark
255 followed by the character; thus, @samp{?A} for the character
256 @kbd{A}, @samp{?B} for the character @kbd{B}, and @samp{?a} for the
257 character @kbd{a}.
259   For example:
261 @example
262 ?Q @result{} 81     ?q @result{} 113
263 @end example
265   You can use the same syntax for punctuation characters, but it is
266 often a good idea to add a @samp{\} so that the Emacs commands for
267 editing Lisp code don't get confused.  For example, @samp{?\(} is the
268 way to write the open-paren character.  If the character is @samp{\},
269 you @emph{must} use a second @samp{\} to quote it: @samp{?\\}.
271 @cindex whitespace
272 @cindex bell character
273 @cindex @samp{\a}
274 @cindex backspace
275 @cindex @samp{\b}
276 @cindex tab
277 @cindex @samp{\t}
278 @cindex vertical tab
279 @cindex @samp{\v}
280 @cindex formfeed
281 @cindex @samp{\f}
282 @cindex newline
283 @cindex @samp{\n}
284 @cindex return
285 @cindex @samp{\r}
286 @cindex escape
287 @cindex @samp{\e}
288 @cindex space
289 @cindex @samp{\s}
290   You can express the characters control-g, backspace, tab, newline,
291 vertical tab, formfeed, space, return, del, and escape as @samp{?\a},
292 @samp{?\b}, @samp{?\t}, @samp{?\n}, @samp{?\v}, @samp{?\f},
293 @samp{?\s}, @samp{?\r}, @samp{?\d}, and @samp{?\e}, respectively.
294 (@samp{?\s} followed by a dash has a different meaning---it applies
295 the ``super'' modifier to the following character.)  Thus,
297 @example
298 ?\a @result{} 7                 ; @r{control-g, @kbd{C-g}}
299 ?\b @result{} 8                 ; @r{backspace, @key{BS}, @kbd{C-h}}
300 ?\t @result{} 9                 ; @r{tab, @key{TAB}, @kbd{C-i}}
301 ?\n @result{} 10                ; @r{newline, @kbd{C-j}}
302 ?\v @result{} 11                ; @r{vertical tab, @kbd{C-k}}
303 ?\f @result{} 12                ; @r{formfeed character, @kbd{C-l}}
304 ?\r @result{} 13                ; @r{carriage return, @key{RET}, @kbd{C-m}}
305 ?\e @result{} 27                ; @r{escape character, @key{ESC}, @kbd{C-[}}
306 ?\s @result{} 32                ; @r{space character, @key{SPC}}
307 ?\\ @result{} 92                ; @r{backslash character, @kbd{\}}
308 ?\d @result{} 127               ; @r{delete character, @key{DEL}}
309 @end example
311 @cindex escape sequence
312   These sequences which start with backslash are also known as
313 @dfn{escape sequences}, because backslash plays the role of an
314 ``escape character''; this terminology has nothing to do with the
315 character @key{ESC}.  @samp{\s} is meant for use in character
316 constants; in string constants, just write the space.
318 @cindex control characters
319   Control characters may be represented using yet another read syntax.
320 This consists of a question mark followed by a backslash, caret, and the
321 corresponding non-control character, in either upper or lower case.  For
322 example, both @samp{?\^I} and @samp{?\^i} are valid read syntax for the
323 character @kbd{C-i}, the character whose value is 9.
325   Instead of the @samp{^}, you can use @samp{C-}; thus, @samp{?\C-i} is
326 equivalent to @samp{?\^I} and to @samp{?\^i}:
328 @example
329 ?\^I @result{} 9     ?\C-I @result{} 9
330 @end example
332   In strings and buffers, the only control characters allowed are those
333 that exist in @acronym{ASCII}; but for keyboard input purposes, you can turn
334 any character into a control character with @samp{C-}.  The character
335 codes for these non-@acronym{ASCII} control characters include the
336 @tex
337 @math{2^{26}}
338 @end tex
339 @ifnottex
340 2**26
341 @end ifnottex
342 bit as well as the code for the corresponding non-control
343 character.  Ordinary terminals have no way of generating non-@acronym{ASCII}
344 control characters, but you can generate them straightforwardly using X
345 and other window systems.
347   For historical reasons, Emacs treats the @key{DEL} character as
348 the control equivalent of @kbd{?}:
350 @example
351 ?\^? @result{} 127     ?\C-? @result{} 127
352 @end example
354 @noindent
355 As a result, it is currently not possible to represent the character
356 @kbd{Control-?}, which is a meaningful input character under X, using
357 @samp{\C-}.  It is not easy to change this, as various Lisp files refer
358 to @key{DEL} in this way.
360   For representing control characters to be found in files or strings,
361 we recommend the @samp{^} syntax; for control characters in keyboard
362 input, we prefer the @samp{C-} syntax.  Which one you use does not
363 affect the meaning of the program, but may guide the understanding of
364 people who read it.
366 @cindex meta characters
367   A @dfn{meta character} is a character typed with the @key{META}
368 modifier key.  The integer that represents such a character has the
369 @tex
370 @math{2^{27}}
371 @end tex
372 @ifnottex
373 2**27
374 @end ifnottex
375 bit set.  We use high bits for this and other modifiers to make
376 possible a wide range of basic character codes.
378   In a string, the
379 @tex
380 @math{2^{7}}
381 @end tex
382 @ifnottex
383 2**7
384 @end ifnottex
385 bit attached to an @acronym{ASCII} character indicates a meta
386 character; thus, the meta characters that can fit in a string have
387 codes in the range from 128 to 255, and are the meta versions of the
388 ordinary @acronym{ASCII} characters.  (In Emacs versions 18 and older,
389 this convention was used for characters outside of strings as well.)
391   The read syntax for meta characters uses @samp{\M-}.  For example,
392 @samp{?\M-A} stands for @kbd{M-A}.  You can use @samp{\M-} together with
393 octal character codes (see below), with @samp{\C-}, or with any other
394 syntax for a character.  Thus, you can write @kbd{M-A} as @samp{?\M-A},
395 or as @samp{?\M-\101}.  Likewise, you can write @kbd{C-M-b} as
396 @samp{?\M-\C-b}, @samp{?\C-\M-b}, or @samp{?\M-\002}.
398   The case of a graphic character is indicated by its character code;
399 for example, @acronym{ASCII} distinguishes between the characters @samp{a}
400 and @samp{A}.  But @acronym{ASCII} has no way to represent whether a control
401 character is upper case or lower case.  Emacs uses the
402 @tex
403 @math{2^{25}}
404 @end tex
405 @ifnottex
406 2**25
407 @end ifnottex
408 bit to indicate that the shift key was used in typing a control
409 character.  This distinction is possible only when you use X terminals
410 or other special terminals; ordinary terminals do not report the
411 distinction to the computer in any way.  The Lisp syntax for
412 the shift bit is @samp{\S-}; thus, @samp{?\C-\S-o} or @samp{?\C-\S-O}
413 represents the shifted-control-o character.
415 @cindex hyper characters
416 @cindex super characters
417 @cindex alt characters
418   The X Window System defines three other
419 @anchor{modifier bits}modifier bits that can be set
420 in a character: @dfn{hyper}, @dfn{super} and @dfn{alt}.  The syntaxes
421 for these bits are @samp{\H-}, @samp{\s-} and @samp{\A-}.  (Case is
422 significant in these prefixes.)  Thus, @samp{?\H-\M-\A-x} represents
423 @kbd{Alt-Hyper-Meta-x}.  (Note that @samp{\s} with no following @samp{-}
424 represents the space character.)
425 @tex
426 Numerically, the bit values are @math{2^{22}} for alt, @math{2^{23}}
427 for super and @math{2^{24}} for hyper.
428 @end tex
429 @ifnottex
430 Numerically, the
431 bit values are 2**22 for alt, 2**23 for super and 2**24 for hyper.
432 @end ifnottex
434 @cindex @samp{\} in character constant
435 @cindex backslash in character constant
436 @cindex octal character code
437   Finally, the most general read syntax for a character represents the
438 character code in either octal or hex.  To use octal, write a question
439 mark followed by a backslash and the octal character code (up to three
440 octal digits); thus, @samp{?\101} for the character @kbd{A},
441 @samp{?\001} for the character @kbd{C-a}, and @code{?\002} for the
442 character @kbd{C-b}.  Although this syntax can represent any @acronym{ASCII}
443 character, it is preferred only when the precise octal value is more
444 important than the @acronym{ASCII} representation.
446 @example
447 @group
448 ?\012 @result{} 10         ?\n @result{} 10         ?\C-j @result{} 10
449 ?\101 @result{} 65         ?A @result{} 65
450 @end group
451 @end example
453   To use hex, write a question mark followed by a backslash, @samp{x},
454 and the hexadecimal character code.  You can use any number of hex
455 digits, so you can represent any character code in this way.
456 Thus, @samp{?\x41} for the character @kbd{A}, @samp{?\x1} for the
457 character @kbd{C-a}, and @code{?\x8e0} for the Latin-1 character
458 @iftex
459 @samp{@`a}.
460 @end iftex
461 @ifnottex
462 @samp{a} with grave accent.
463 @end ifnottex
465   A backslash is allowed, and harmless, preceding any character without
466 a special escape meaning; thus, @samp{?\+} is equivalent to @samp{?+}.
467 There is no reason to add a backslash before most characters.  However,
468 you should add a backslash before any of the characters
469 @samp{()\|;'`"#.,} to avoid confusing the Emacs commands for editing
470 Lisp code.  You can also add a backslash before whitespace characters such as
471 space, tab, newline and formfeed.  However, it is cleaner to use one of
472 the easily readable escape sequences, such as @samp{\t} or @samp{\s},
473 instead of an actual whitespace character such as a tab or a space.
474 (If you do write backslash followed by a space, you should write
475 an extra space after the character constant to separate it from the
476 following text.)
478 @node Symbol Type
479 @subsection Symbol Type
481   A @dfn{symbol} in GNU Emacs Lisp is an object with a name.  The
482 symbol name serves as the printed representation of the symbol.  In
483 ordinary Lisp use, with one single obarray (@pxref{Creating Symbols},
484 a symbol's name is unique---no two symbols have the same name.
486   A symbol can serve as a variable, as a function name, or to hold a
487 property list.  Or it may serve only to be distinct from all other Lisp
488 objects, so that its presence in a data structure may be recognized
489 reliably.  In a given context, usually only one of these uses is
490 intended.  But you can use one symbol in all of these ways,
491 independently.
493   A symbol whose name starts with a colon (@samp{:}) is called a
494 @dfn{keyword symbol}.  These symbols automatically act as constants, and
495 are normally used only by comparing an unknown symbol with a few
496 specific alternatives.
498 @cindex @samp{\} in symbols
499 @cindex backslash in symbols
500   A symbol name can contain any characters whatever.  Most symbol names
501 are written with letters, digits, and the punctuation characters
502 @samp{-+=*/}.  Such names require no special punctuation; the characters
503 of the name suffice as long as the name does not look like a number.
504 (If it does, write a @samp{\} at the beginning of the name to force
505 interpretation as a symbol.)  The characters @samp{_~!@@$%^&:<>@{@}?} are
506 less often used but also require no special punctuation.  Any other
507 characters may be included in a symbol's name by escaping them with a
508 backslash.  In contrast to its use in strings, however, a backslash in
509 the name of a symbol simply quotes the single character that follows the
510 backslash.  For example, in a string, @samp{\t} represents a tab
511 character; in the name of a symbol, however, @samp{\t} merely quotes the
512 letter @samp{t}.  To have a symbol with a tab character in its name, you
513 must actually use a tab (preceded with a backslash).  But it's rare to
514 do such a thing.
516 @cindex CL note---case of letters
517 @quotation
518 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, lower case letters are always
519 ``folded'' to upper case, unless they are explicitly escaped.  In Emacs
520 Lisp, upper case and lower case letters are distinct.
521 @end quotation
523   Here are several examples of symbol names.  Note that the @samp{+} in
524 the fifth example is escaped to prevent it from being read as a number.
525 This is not necessary in the fourth example because the rest of the name
526 makes it invalid as a number.
528 @example
529 @group
530 foo                 ; @r{A symbol named @samp{foo}.}
531 FOO                 ; @r{A symbol named @samp{FOO}, different from @samp{foo}.}
532 char-to-string      ; @r{A symbol named @samp{char-to-string}.}
533 @end group
534 @group
535 1+                  ; @r{A symbol named @samp{1+}}
536                     ;   @r{(not @samp{+1}, which is an integer).}
537 @end group
538 @group
539 \+1                 ; @r{A symbol named @samp{+1}}
540                     ;   @r{(not a very readable name).}
541 @end group
542 @group
543 \(*\ 1\ 2\)         ; @r{A symbol named @samp{(* 1 2)} (a worse name).}
544 @c the @'s in this next line use up three characters, hence the
545 @c apparent misalignment of the comment.
546 +-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}  ; @r{A symbol named @samp{+-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}}.}
547                     ;   @r{These characters need not be escaped.}
548 @end group
549 @end example
551 @ifinfo
552 @c This uses ``colon'' instead of a literal `:' because Info cannot
553 @c cope with a `:' in a menu
554 @cindex @samp{#@var{colon}} read syntax
555 @end ifinfo
556 @ifnotinfo
557 @cindex @samp{#:} read syntax
558 @end ifnotinfo
559   Normally the Lisp reader interns all symbols (@pxref{Creating
560 Symbols}).  To prevent interning, you can write @samp{#:} before the
561 name of the symbol.
563 @node Sequence Type
564 @subsection Sequence Types
566   A @dfn{sequence} is a Lisp object that represents an ordered set of
567 elements.  There are two kinds of sequence in Emacs Lisp, lists and
568 arrays.  Thus, an object of type list or of type array is also
569 considered a sequence.
571   Arrays are further subdivided into strings, vectors, char-tables and
572 bool-vectors.  Vectors can hold elements of any type, but string
573 elements must be characters, and bool-vector elements must be @code{t}
574 or @code{nil}.  Char-tables are like vectors except that they are
575 indexed by any valid character code.  The characters in a string can
576 have text properties like characters in a buffer (@pxref{Text
577 Properties}), but vectors do not support text properties, even when
578 their elements happen to be characters.
580   Lists, strings and the other array types are different, but they have
581 important similarities.  For example, all have a length @var{l}, and all
582 have elements which can be indexed from zero to @var{l} minus one.
583 Several functions, called sequence functions, accept any kind of
584 sequence.  For example, the function @code{elt} can be used to extract
585 an element of a sequence, given its index.  @xref{Sequences Arrays
586 Vectors}.
588   It is generally impossible to read the same sequence twice, since
589 sequences are always created anew upon reading.  If you read the read
590 syntax for a sequence twice, you get two sequences with equal contents.
591 There is one exception: the empty list @code{()} always stands for the
592 same object, @code{nil}.
594 @node Cons Cell Type
595 @subsection Cons Cell and List Types
596 @cindex address field of register
597 @cindex decrement field of register
598 @cindex pointers
600   A @dfn{cons cell} is an object that consists of two slots, called the
601 @sc{car} slot and the @sc{cdr} slot.  Each slot can @dfn{hold} or
602 @dfn{refer to} any Lisp object.  We also say that ``the @sc{car} of
603 this cons cell is'' whatever object its @sc{car} slot currently holds,
604 and likewise for the @sc{cdr}.
606 @quotation
607 A note to C programmers: in Lisp, we do not distinguish between
608 ``holding'' a value and ``pointing to'' the value, because pointers in
609 Lisp are implicit.
610 @end quotation
612   A @dfn{list} is a series of cons cells, linked together so that the
613 @sc{cdr} slot of each cons cell holds either the next cons cell or the
614 empty list.  The empty list is actually the symbol @code{nil}.
615 @xref{Lists}, for functions that work on lists.  Because most cons
616 cells are used as part of lists, the phrase @dfn{list structure} has
617 come to refer to any structure made out of cons cells.
619 @cindex atom
620   Because cons cells are so central to Lisp, we also have a word for
621 ``an object which is not a cons cell''.  These objects are called
622 @dfn{atoms}.
624 @cindex parenthesis
625 @cindex @samp{(@dots{})} in lists
626   The read syntax and printed representation for lists are identical, and
627 consist of a left parenthesis, an arbitrary number of elements, and a
628 right parenthesis.  Here are examples of lists:
630 @example
631 (A 2 "A")            ; @r{A list of three elements.}
632 ()                   ; @r{A list of no elements (the empty list).}
633 nil                  ; @r{A list of no elements (the empty list).}
634 ("A ()")             ; @r{A list of one element: the string @code{"A ()"}.}
635 (A ())               ; @r{A list of two elements: @code{A} and the empty list.}
636 (A nil)              ; @r{Equivalent to the previous.}
637 ((A B C))            ; @r{A list of one element}
638                      ;   @r{(which is a list of three elements).}
639 @end example
641    Upon reading, each object inside the parentheses becomes an element
642 of the list.  That is, a cons cell is made for each element.  The
643 @sc{car} slot of the cons cell holds the element, and its @sc{cdr}
644 slot refers to the next cons cell of the list, which holds the next
645 element in the list.  The @sc{cdr} slot of the last cons cell is set to
646 hold @code{nil}.
648   The names @sc{car} and @sc{cdr} derive from the history of Lisp.  The
649 original Lisp implementation ran on an @w{IBM 704} computer which
650 divided words into two parts, called the ``address'' part and the
651 ``decrement''; @sc{car} was an instruction to extract the contents of
652 the address part of a register, and @sc{cdr} an instruction to extract
653 the contents of the decrement.  By contrast, ``cons cells'' are named
654 for the function @code{cons} that creates them, which in turn was named
655 for its purpose, the construction of cells.
657 @menu
658 * Box Diagrams::                Drawing pictures of lists.
659 * Dotted Pair Notation::        A general syntax for cons cells.
660 * Association List Type::       A specially constructed list.
661 @end menu
663 @node Box Diagrams
664 @subsubsection Drawing Lists as Box Diagrams
665 @cindex box diagrams, for lists
666 @cindex diagrams, boxed, for lists
668   A list can be illustrated by a diagram in which the cons cells are
669 shown as pairs of boxes, like dominoes.  (The Lisp reader cannot read
670 such an illustration; unlike the textual notation, which can be
671 understood by both humans and computers, the box illustrations can be
672 understood only by humans.)  This picture represents the three-element
673 list @code{(rose violet buttercup)}:
675 @example
676 @group
677     --- ---      --- ---      --- ---
678    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
679     --- ---      --- ---      --- ---
680      |            |            |
681      |            |            |
682       --> rose     --> violet   --> buttercup
683 @end group
684 @end example
686   In this diagram, each box represents a slot that can hold or refer to
687 any Lisp object.  Each pair of boxes represents a cons cell.  Each arrow
688 represents a reference to a Lisp object, either an atom or another cons
689 cell.
691   In this example, the first box, which holds the @sc{car} of the first
692 cons cell, refers to or ``holds'' @code{rose} (a symbol).  The second
693 box, holding the @sc{cdr} of the first cons cell, refers to the next
694 pair of boxes, the second cons cell.  The @sc{car} of the second cons
695 cell is @code{violet}, and its @sc{cdr} is the third cons cell.  The
696 @sc{cdr} of the third (and last) cons cell is @code{nil}.
698   Here is another diagram of the same list, @code{(rose violet
699 buttercup)}, sketched in a different manner:
701 @smallexample
702 @group
703  ---------------       ----------------       -------------------
704 | car   | cdr   |     | car    | cdr   |     | car       | cdr   |
705 | rose  |   o-------->| violet |   o-------->| buttercup |  nil  |
706 |       |       |     |        |       |     |           |       |
707  ---------------       ----------------       -------------------
708 @end group
709 @end smallexample
711 @cindex @code{nil} in lists
712 @cindex empty list
713   A list with no elements in it is the @dfn{empty list}; it is identical
714 to the symbol @code{nil}.  In other words, @code{nil} is both a symbol
715 and a list.
717   Here is the list @code{(A ())}, or equivalently @code{(A nil)},
718 depicted with boxes and arrows:
720 @example
721 @group
722     --- ---      --- ---
723    |   |   |--> |   |   |--> nil
724     --- ---      --- ---
725      |            |
726      |            |
727       --> A        --> nil
728 @end group
729 @end example
731   Here is a more complex illustration, showing the three-element list,
732 @code{((pine needles) oak maple)}, the first element of which is a
733 two-element list:
735 @example
736 @group
737     --- ---      --- ---      --- ---
738    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
739     --- ---      --- ---      --- ---
740      |            |            |
741      |            |            |
742      |             --> oak      --> maple
743      |
744      |     --- ---      --- ---
745       --> |   |   |--> |   |   |--> nil
746            --- ---      --- ---
747             |            |
748             |            |
749              --> pine     --> needles
750 @end group
751 @end example
753   The same list represented in the second box notation looks like this:
755 @example
756 @group
757  --------------       --------------       --------------
758 | car   | cdr  |     | car   | cdr  |     | car   | cdr  |
759 |   o   |   o------->| oak   |   o------->| maple |  nil |
760 |   |   |      |     |       |      |     |       |      |
761  -- | ---------       --------------       --------------
762     |
763     |
764     |        --------------       ----------------
765     |       | car   | cdr  |     | car     | cdr  |
766      ------>| pine  |   o------->| needles |  nil |
767             |       |      |     |         |      |
768              --------------       ----------------
769 @end group
770 @end example
772 @node Dotted Pair Notation
773 @subsubsection Dotted Pair Notation
774 @cindex dotted pair notation
775 @cindex @samp{.} in lists
777   @dfn{Dotted pair notation} is a general syntax for cons cells that
778 represents the @sc{car} and @sc{cdr} explicitly.  In this syntax,
779 @code{(@var{a} .@: @var{b})} stands for a cons cell whose @sc{car} is
780 the object @var{a} and whose @sc{cdr} is the object @var{b}.  Dotted
781 pair notation is more general than list syntax because the @sc{cdr}
782 does not have to be a list.  However, it is more cumbersome in cases
783 where list syntax would work.  In dotted pair notation, the list
784 @samp{(1 2 3)} is written as @samp{(1 .  (2 . (3 . nil)))}.  For
785 @code{nil}-terminated lists, you can use either notation, but list
786 notation is usually clearer and more convenient.  When printing a
787 list, the dotted pair notation is only used if the @sc{cdr} of a cons
788 cell is not a list.
790   Here's an example using boxes to illustrate dotted pair notation.
791 This example shows the pair @code{(rose . violet)}:
793 @example
794 @group
795     --- ---
796    |   |   |--> violet
797     --- ---
798      |
799      |
800       --> rose
801 @end group
802 @end example
804   You can combine dotted pair notation with list notation to represent
805 conveniently a chain of cons cells with a non-@code{nil} final @sc{cdr}.
806 You write a dot after the last element of the list, followed by the
807 @sc{cdr} of the final cons cell.  For example, @code{(rose violet
808 . buttercup)} is equivalent to @code{(rose . (violet . buttercup))}.
809 The object looks like this:
811 @example
812 @group
813     --- ---      --- ---
814    |   |   |--> |   |   |--> buttercup
815     --- ---      --- ---
816      |            |
817      |            |
818       --> rose     --> violet
819 @end group
820 @end example
822   The syntax @code{(rose .@: violet .@: buttercup)} is invalid because
823 there is nothing that it could mean.  If anything, it would say to put
824 @code{buttercup} in the @sc{cdr} of a cons cell whose @sc{cdr} is already
825 used for @code{violet}.
827   The list @code{(rose violet)} is equivalent to @code{(rose . (violet))},
828 and looks like this:
830 @example
831 @group
832     --- ---      --- ---
833    |   |   |--> |   |   |--> nil
834     --- ---      --- ---
835      |            |
836      |            |
837       --> rose     --> violet
838 @end group
839 @end example
841   Similarly, the three-element list @code{(rose violet buttercup)}
842 is equivalent to @code{(rose . (violet . (buttercup)))}.
843 @ifnottex
844 It looks like this:
846 @example
847 @group
848     --- ---      --- ---      --- ---
849    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
850     --- ---      --- ---      --- ---
851      |            |            |
852      |            |            |
853       --> rose     --> violet   --> buttercup
854 @end group
855 @end example
856 @end ifnottex
858 @node Association List Type
859 @comment  node-name,  next,  previous,  up
860 @subsubsection Association List Type
862   An @dfn{association list} or @dfn{alist} is a specially-constructed
863 list whose elements are cons cells.  In each element, the @sc{car} is
864 considered a @dfn{key}, and the @sc{cdr} is considered an
865 @dfn{associated value}.  (In some cases, the associated value is stored
866 in the @sc{car} of the @sc{cdr}.)  Association lists are often used as
867 stacks, since it is easy to add or remove associations at the front of
868 the list.
870   For example,
872 @example
873 (setq alist-of-colors
874       '((rose . red) (lily . white) (buttercup . yellow)))
875 @end example
877 @noindent
878 sets the variable @code{alist-of-colors} to an alist of three elements.  In the
879 first element, @code{rose} is the key and @code{red} is the value.
881   @xref{Association Lists}, for a further explanation of alists and for
882 functions that work on alists.  @xref{Hash Tables}, for another kind of
883 lookup table, which is much faster for handling a large number of keys.
885 @node Array Type
886 @subsection Array Type
888   An @dfn{array} is composed of an arbitrary number of slots for
889 holding or referring to other Lisp objects, arranged in a contiguous block of
890 memory.  Accessing any element of an array takes approximately the same
891 amount of time.  In contrast, accessing an element of a list requires
892 time proportional to the position of the element in the list.  (Elements
893 at the end of a list take longer to access than elements at the
894 beginning of a list.)
896   Emacs defines four types of array: strings, vectors, bool-vectors, and
897 char-tables.
899   A string is an array of characters and a vector is an array of
900 arbitrary objects.  A bool-vector can hold only @code{t} or @code{nil}.
901 These kinds of array may have any length up to the largest integer.
902 Char-tables are sparse arrays indexed by any valid character code; they
903 can hold arbitrary objects.
905   The first element of an array has index zero, the second element has
906 index 1, and so on.  This is called @dfn{zero-origin} indexing.  For
907 example, an array of four elements has indices 0, 1, 2, @w{and 3}.  The
908 largest possible index value is one less than the length of the array.
909 Once an array is created, its length is fixed.
911   All Emacs Lisp arrays are one-dimensional.  (Most other programming
912 languages support multidimensional arrays, but they are not essential;
913 you can get the same effect with nested one-dimensional arrays.)  Each
914 type of array has its own read syntax; see the following sections for
915 details.
917   The array type is a subset of the sequence type, and contains the
918 string type, the vector type, the bool-vector type, and the char-table
919 type.
921 @node String Type
922 @subsection String Type
924   A @dfn{string} is an array of characters.  Strings are used for many
925 purposes in Emacs, as can be expected in a text editor; for example, as
926 the names of Lisp symbols, as messages for the user, and to represent
927 text extracted from buffers.  Strings in Lisp are constants: evaluation
928 of a string returns the same string.
930   @xref{Strings and Characters}, for functions that operate on strings.
932 @menu
933 * Syntax for Strings::
934 * Non-ASCII in Strings::
935 * Nonprinting Characters::
936 * Text Props and Strings::
937 @end menu
939 @node Syntax for Strings
940 @subsubsection Syntax for Strings
942 @cindex @samp{"} in strings
943 @cindex double-quote in strings
944 @cindex @samp{\} in strings
945 @cindex backslash in strings
946   The read syntax for strings is a double-quote, an arbitrary number of
947 characters, and another double-quote, @code{"like this"}.  To include a
948 double-quote in a string, precede it with a backslash; thus, @code{"\""}
949 is a string containing just a single double-quote character.  Likewise,
950 you can include a backslash by preceding it with another backslash, like
951 this: @code{"this \\ is a single embedded backslash"}.
953 @cindex newline in strings
954   The newline character is not special in the read syntax for strings;
955 if you write a new line between the double-quotes, it becomes a
956 character in the string.  But an escaped newline---one that is preceded
957 by @samp{\}---does not become part of the string; i.e., the Lisp reader
958 ignores an escaped newline while reading a string.  An escaped space
959 @w{@samp{\ }} is likewise ignored.
961 @example
962 "It is useful to include newlines
963 in documentation strings,
964 but the newline is \
965 ignored if escaped."
966      @result{} "It is useful to include newlines
967 in documentation strings,
968 but the newline is ignored if escaped."
969 @end example
971 @node Non-ASCII in Strings
972 @subsubsection Non-@acronym{ASCII} Characters in Strings
974   You can include a non-@acronym{ASCII} international character in a string
975 constant by writing it literally.  There are two text representations
976 for non-@acronym{ASCII} characters in Emacs strings (and in buffers): unibyte
977 and multibyte.  If the string constant is read from a multibyte source,
978 such as a multibyte buffer or string, or a file that would be visited as
979 multibyte, then the character is read as a multibyte character, and that
980 makes the string multibyte.  If the string constant is read from a
981 unibyte source, then the character is read as unibyte and that makes the
982 string unibyte.
984   You can also represent a multibyte non-@acronym{ASCII} character with its
985 character code: use a hex escape, @samp{\x@var{nnnnnnn}}, with as many
986 digits as necessary.  (Multibyte non-@acronym{ASCII} character codes are all
987 greater than 256.)  Any character which is not a valid hex digit
988 terminates this construct.  If the next character in the string could be
989 interpreted as a hex digit, write @w{@samp{\ }} (backslash and space) to
990 terminate the hex escape---for example, @w{@samp{\x8e0\ }} represents
991 one character, @samp{a} with grave accent.  @w{@samp{\ }} in a string
992 constant is just like backslash-newline; it does not contribute any
993 character to the string, but it does terminate the preceding hex escape.
995   You can represent a unibyte non-@acronym{ASCII} character with its
996 character code, which must be in the range from 128 (0200 octal) to
997 255 (0377 octal).  If you write all such character codes in octal and
998 the string contains no other characters forcing it to be multibyte,
999 this produces a unibyte string.  However, using any hex escape in a
1000 string (even for an @acronym{ASCII} character) forces the string to be
1001 multibyte.
1003   @xref{Text Representations}, for more information about the two
1004 text representations.
1006 @node Nonprinting Characters
1007 @subsubsection Nonprinting Characters in Strings
1009   You can use the same backslash escape-sequences in a string constant
1010 as in character literals (but do not use the question mark that begins a
1011 character constant).  For example, you can write a string containing the
1012 nonprinting characters tab and @kbd{C-a}, with commas and spaces between
1013 them, like this: @code{"\t, \C-a"}.  @xref{Character Type}, for a
1014 description of the read syntax for characters.
1016   However, not all of the characters you can write with backslash
1017 escape-sequences are valid in strings.  The only control characters that
1018 a string can hold are the @acronym{ASCII} control characters.  Strings do not
1019 distinguish case in @acronym{ASCII} control characters.
1021   Properly speaking, strings cannot hold meta characters; but when a
1022 string is to be used as a key sequence, there is a special convention
1023 that provides a way to represent meta versions of @acronym{ASCII}
1024 characters in a string.  If you use the @samp{\M-} syntax to indicate
1025 a meta character in a string constant, this sets the
1026 @tex
1027 @math{2^{7}}
1028 @end tex
1029 @ifnottex
1030 2**7
1031 @end ifnottex
1032 bit of the character in the string.  If the string is used in
1033 @code{define-key} or @code{lookup-key}, this numeric code is translated
1034 into the equivalent meta character.  @xref{Character Type}.
1036   Strings cannot hold characters that have the hyper, super, or alt
1037 modifiers.
1039 @node Text Props and Strings
1040 @subsubsection Text Properties in Strings
1042   A string can hold properties for the characters it contains, in
1043 addition to the characters themselves.  This enables programs that copy
1044 text between strings and buffers to copy the text's properties with no
1045 special effort.  @xref{Text Properties}, for an explanation of what text
1046 properties mean.  Strings with text properties use a special read and
1047 print syntax:
1049 @example
1050 #("@var{characters}" @var{property-data}...)
1051 @end example
1053 @noindent
1054 where @var{property-data} consists of zero or more elements, in groups
1055 of three as follows:
1057 @example
1058 @var{beg} @var{end} @var{plist}
1059 @end example
1061 @noindent
1062 The elements @var{beg} and @var{end} are integers, and together specify
1063 a range of indices in the string; @var{plist} is the property list for
1064 that range.  For example,
1066 @example
1067 #("foo bar" 0 3 (face bold) 3 4 nil 4 7 (face italic))
1068 @end example
1070 @noindent
1071 represents a string whose textual contents are @samp{foo bar}, in which
1072 the first three characters have a @code{face} property with value
1073 @code{bold}, and the last three have a @code{face} property with value
1074 @code{italic}.  (The fourth character has no text properties, so its
1075 property list is @code{nil}.  It is not actually necessary to mention
1076 ranges with @code{nil} as the property list, since any characters not
1077 mentioned in any range will default to having no properties.)
1079 @node Vector Type
1080 @subsection Vector Type
1082   A @dfn{vector} is a one-dimensional array of elements of any type.  It
1083 takes a constant amount of time to access any element of a vector.  (In
1084 a list, the access time of an element is proportional to the distance of
1085 the element from the beginning of the list.)
1087   The printed representation of a vector consists of a left square
1088 bracket, the elements, and a right square bracket.  This is also the
1089 read syntax.  Like numbers and strings, vectors are considered constants
1090 for evaluation.
1092 @example
1093 [1 "two" (three)]      ; @r{A vector of three elements.}
1094      @result{} [1 "two" (three)]
1095 @end example
1097   @xref{Vectors}, for functions that work with vectors.
1099 @node Char-Table Type
1100 @subsection Char-Table Type
1102   A @dfn{char-table} is a one-dimensional array of elements of any type,
1103 indexed by character codes.  Char-tables have certain extra features to
1104 make them more useful for many jobs that involve assigning information
1105 to character codes---for example, a char-table can have a parent to
1106 inherit from, a default value, and a small number of extra slots to use for
1107 special purposes.  A char-table can also specify a single value for
1108 a whole character set.
1110   The printed representation of a char-table is like a vector
1111 except that there is an extra @samp{#^} at the beginning.
1113   @xref{Char-Tables}, for special functions to operate on char-tables.
1114 Uses of char-tables include:
1116 @itemize @bullet
1117 @item
1118 Case tables (@pxref{Case Tables}).
1120 @item
1121 Character category tables (@pxref{Categories}).
1123 @item
1124 Display tables (@pxref{Display Tables}).
1126 @item
1127 Syntax tables (@pxref{Syntax Tables}).
1128 @end itemize
1130 @node Bool-Vector Type
1131 @subsection Bool-Vector Type
1133   A @dfn{bool-vector} is a one-dimensional array of elements that
1134 must be @code{t} or @code{nil}.
1136   The printed representation of a bool-vector is like a string, except
1137 that it begins with @samp{#&} followed by the length.  The string
1138 constant that follows actually specifies the contents of the bool-vector
1139 as a bitmap---each ``character'' in the string contains 8 bits, which
1140 specify the next 8 elements of the bool-vector (1 stands for @code{t},
1141 and 0 for @code{nil}).  The least significant bits of the character
1142 correspond to the lowest indices in the bool-vector.
1144 @example
1145 (make-bool-vector 3 t)
1146      @result{} #&3"^G"
1147 (make-bool-vector 3 nil)
1148      @result{} #&3"^@@"
1149 @end example
1151 @noindent
1152 These results make sense, because the binary code for @samp{C-g} is
1153 111 and @samp{C-@@} is the character with code 0.
1155   If the length is not a multiple of 8, the printed representation
1156 shows extra elements, but these extras really make no difference.  For
1157 instance, in the next example, the two bool-vectors are equal, because
1158 only the first 3 bits are used:
1160 @example
1161 (equal #&3"\377" #&3"\007")
1162      @result{} t
1163 @end example
1165 @node Hash Table Type
1166 @subsection Hash Table Type
1168     A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
1169 alist in that it maps keys to corresponding values, but much faster.
1170 Hash tables have no read syntax, and print using hash notation.
1171 @xref{Hash Tables}, for functions that operate on hash tables.
1173 @example
1174 (make-hash-table)
1175      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
1176 @end example
1178 @node Function Type
1179 @subsection Function Type
1181   Just as functions in other programming languages are executable,
1182 @dfn{Lisp function} objects are pieces of executable code.  However,
1183 functions in Lisp are primarily Lisp objects, and only secondarily the
1184 text which represents them.  These Lisp objects are lambda expressions:
1185 lists whose first element is the symbol @code{lambda} (@pxref{Lambda
1186 Expressions}).
1188   In most programming languages, it is impossible to have a function
1189 without a name.  In Lisp, a function has no intrinsic name.  A lambda
1190 expression is also called an @dfn{anonymous function} (@pxref{Anonymous
1191 Functions}).  A named function in Lisp is actually a symbol with a valid
1192 function in its function cell (@pxref{Defining Functions}).
1194   Most of the time, functions are called when their names are written in
1195 Lisp expressions in Lisp programs.  However, you can construct or obtain
1196 a function object at run time and then call it with the primitive
1197 functions @code{funcall} and @code{apply}.  @xref{Calling Functions}.
1199 @node Macro Type
1200 @subsection Macro Type
1202   A @dfn{Lisp macro} is a user-defined construct that extends the Lisp
1203 language.  It is represented as an object much like a function, but with
1204 different argument-passing semantics.  A Lisp macro has the form of a
1205 list whose first element is the symbol @code{macro} and whose @sc{cdr}
1206 is a Lisp function object, including the @code{lambda} symbol.
1208   Lisp macro objects are usually defined with the built-in
1209 @code{defmacro} function, but any list that begins with @code{macro} is
1210 a macro as far as Emacs is concerned.  @xref{Macros}, for an explanation
1211 of how to write a macro.
1213   @strong{Warning}: Lisp macros and keyboard macros (@pxref{Keyboard
1214 Macros}) are entirely different things.  When we use the word ``macro''
1215 without qualification, we mean a Lisp macro, not a keyboard macro.
1217 @node Primitive Function Type
1218 @subsection Primitive Function Type
1219 @cindex special forms
1221   A @dfn{primitive function} is a function callable from Lisp but
1222 written in the C programming language.  Primitive functions are also
1223 called @dfn{subrs} or @dfn{built-in functions}.  (The word ``subr'' is
1224 derived from ``subroutine''.)  Most primitive functions evaluate all
1225 their arguments when they are called.  A primitive function that does
1226 not evaluate all its arguments is called a @dfn{special form}
1227 (@pxref{Special Forms}).@refill
1229   It does not matter to the caller of a function whether the function is
1230 primitive.  However, this does matter if you try to redefine a primitive
1231 with a function written in Lisp.  The reason is that the primitive
1232 function may be called directly from C code.  Calls to the redefined
1233 function from Lisp will use the new definition, but calls from C code
1234 may still use the built-in definition.  Therefore, @strong{we discourage
1235 redefinition of primitive functions}.
1237   The term @dfn{function} refers to all Emacs functions, whether written
1238 in Lisp or C.  @xref{Function Type}, for information about the
1239 functions written in Lisp.
1241   Primitive functions have no read syntax and print in hash notation
1242 with the name of the subroutine.
1244 @example
1245 @group
1246 (symbol-function 'car)          ; @r{Access the function cell}
1247                                 ;   @r{of the symbol.}
1248      @result{} #<subr car>
1249 (subrp (symbol-function 'car))  ; @r{Is this a primitive function?}
1250      @result{} t                       ; @r{Yes.}
1251 @end group
1252 @end example
1254 @node Byte-Code Type
1255 @subsection Byte-Code Function Type
1257 The byte compiler produces @dfn{byte-code function objects}.
1258 Internally, a byte-code function object is much like a vector; however,
1259 the evaluator handles this data type specially when it appears as a
1260 function to be called.  @xref{Byte Compilation}, for information about
1261 the byte compiler.
1263 The printed representation and read syntax for a byte-code function
1264 object is like that for a vector, with an additional @samp{#} before the
1265 opening @samp{[}.
1267 @node Autoload Type
1268 @subsection Autoload Type
1270   An @dfn{autoload object} is a list whose first element is the symbol
1271 @code{autoload}.  It is stored as the function definition of a symbol,
1272 where it serves as a placeholder for the real definition.  The autoload
1273 object says that the real definition is found in a file of Lisp code
1274 that should be loaded when necessary.  It contains the name of the file,
1275 plus some other information about the real definition.
1277   After the file has been loaded, the symbol should have a new function
1278 definition that is not an autoload object.  The new definition is then
1279 called as if it had been there to begin with.  From the user's point of
1280 view, the function call works as expected, using the function definition
1281 in the loaded file.
1283   An autoload object is usually created with the function
1284 @code{autoload}, which stores the object in the function cell of a
1285 symbol.  @xref{Autoload}, for more details.
1287 @node Editing Types
1288 @section Editing Types
1289 @cindex editing types
1291   The types in the previous section are used for general programming
1292 purposes, and most of them are common to most Lisp dialects.  Emacs Lisp
1293 provides several additional data types for purposes connected with
1294 editing.
1296 @menu
1297 * Buffer Type::         The basic object of editing.
1298 * Marker Type::         A position in a buffer.
1299 * Window Type::         Buffers are displayed in windows.
1300 * Frame Type::          Windows subdivide frames.
1301 * Window Configuration Type::   Recording the way a frame is subdivided.
1302 * Frame Configuration Type::    Recording the status of all frames.
1303 * Process Type::        A process running on the underlying OS.
1304 * Stream Type::         Receive or send characters.
1305 * Keymap Type::         What function a keystroke invokes.
1306 * Overlay Type::        How an overlay is represented.
1307 @end menu
1309 @node Buffer Type
1310 @subsection Buffer Type
1312   A @dfn{buffer} is an object that holds text that can be edited
1313 (@pxref{Buffers}).  Most buffers hold the contents of a disk file
1314 (@pxref{Files}) so they can be edited, but some are used for other
1315 purposes.  Most buffers are also meant to be seen by the user, and
1316 therefore displayed, at some time, in a window (@pxref{Windows}).  But a
1317 buffer need not be displayed in any window.
1319   The contents of a buffer are much like a string, but buffers are not
1320 used like strings in Emacs Lisp, and the available operations are
1321 different.  For example, you can insert text efficiently into an
1322 existing buffer, altering the buffer's contents, whereas ``inserting''
1323 text into a string requires concatenating substrings, and the result is
1324 an entirely new string object.
1326   Each buffer has a designated position called @dfn{point}
1327 (@pxref{Positions}).  At any time, one buffer is the @dfn{current
1328 buffer}.  Most editing commands act on the contents of the current
1329 buffer in the neighborhood of point.  Many of the standard Emacs
1330 functions manipulate or test the characters in the current buffer; a
1331 whole chapter in this manual is devoted to describing these functions
1332 (@pxref{Text}).
1334   Several other data structures are associated with each buffer:
1336 @itemize @bullet
1337 @item
1338 a local syntax table (@pxref{Syntax Tables});
1340 @item
1341 a local keymap (@pxref{Keymaps}); and,
1343 @item
1344 a list of buffer-local variable bindings (@pxref{Buffer-Local Variables}).
1346 @item
1347 overlays (@pxref{Overlays}).
1349 @item
1350 text properties for the text in the buffer (@pxref{Text Properties}).
1351 @end itemize
1353 @noindent
1354 The local keymap and variable list contain entries that individually
1355 override global bindings or values.  These are used to customize the
1356 behavior of programs in different buffers, without actually changing the
1357 programs.
1359   A buffer may be @dfn{indirect}, which means it shares the text
1360 of another buffer, but presents it differently.  @xref{Indirect Buffers}.
1362   Buffers have no read syntax.  They print in hash notation, showing the
1363 buffer name.
1365 @example
1366 @group
1367 (current-buffer)
1368      @result{} #<buffer objects.texi>
1369 @end group
1370 @end example
1372 @node Marker Type
1373 @subsection Marker Type
1375   A @dfn{marker} denotes a position in a specific buffer.  Markers
1376 therefore have two components: one for the buffer, and one for the
1377 position.  Changes in the buffer's text automatically relocate the
1378 position value as necessary to ensure that the marker always points
1379 between the same two characters in the buffer.
1381   Markers have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1382 current character position and the name of the buffer.
1384 @example
1385 @group
1386 (point-marker)
1387      @result{} #<marker at 10779 in objects.texi>
1388 @end group
1389 @end example
1391 @xref{Markers}, for information on how to test, create, copy, and move
1392 markers.
1394 @node Window Type
1395 @subsection Window Type
1397   A @dfn{window} describes the portion of the terminal screen that Emacs
1398 uses to display a buffer.  Every window has one associated buffer, whose
1399 contents appear in the window.  By contrast, a given buffer may appear
1400 in one window, no window, or several windows.
1402   Though many windows may exist simultaneously, at any time one window
1403 is designated the @dfn{selected window}.  This is the window where the
1404 cursor is (usually) displayed when Emacs is ready for a command.  The
1405 selected window usually displays the current buffer, but this is not
1406 necessarily the case.
1408   Windows are grouped on the screen into frames; each window belongs to
1409 one and only one frame.  @xref{Frame Type}.
1411   Windows have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1412 window number and the name of the buffer being displayed.  The window
1413 numbers exist to identify windows uniquely, since the buffer displayed
1414 in any given window can change frequently.
1416 @example
1417 @group
1418 (selected-window)
1419      @result{} #<window 1 on objects.texi>
1420 @end group
1421 @end example
1423   @xref{Windows}, for a description of the functions that work on windows.
1425 @node Frame Type
1426 @subsection Frame Type
1428   A @dfn{frame} is a rectangle on the screen that contains one or more
1429 Emacs windows.  A frame initially contains a single main window (plus
1430 perhaps a minibuffer window) which you can subdivide vertically or
1431 horizontally into smaller windows.
1433   Frames have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1434 frame's title, plus its address in core (useful to identify the frame
1435 uniquely).
1437 @example
1438 @group
1439 (selected-frame)
1440      @result{} #<frame emacs@@psilocin.gnu.org 0xdac80>
1441 @end group
1442 @end example
1444   @xref{Frames}, for a description of the functions that work on frames.
1446 @node Window Configuration Type
1447 @subsection Window Configuration Type
1448 @cindex screen layout
1450   A @dfn{window configuration} stores information about the positions,
1451 sizes, and contents of the windows in a frame, so you can recreate the
1452 same arrangement of windows later.
1454   Window configurations do not have a read syntax; their print syntax
1455 looks like @samp{#<window-configuration>}.  @xref{Window
1456 Configurations}, for a description of several functions related to
1457 window configurations.
1459 @node Frame Configuration Type
1460 @subsection Frame Configuration Type
1461 @cindex screen layout
1463   A @dfn{frame configuration} stores information about the positions,
1464 sizes, and contents of the windows in all frames.  It is actually
1465 a list whose @sc{car} is @code{frame-configuration} and whose
1466 @sc{cdr} is an alist.  Each alist element describes one frame,
1467 which appears as the @sc{car} of that element.
1469   @xref{Frame Configurations}, for a description of several functions
1470 related to frame configurations.
1472 @node Process Type
1473 @subsection Process Type
1475   The word @dfn{process} usually means a running program.  Emacs itself
1476 runs in a process of this sort.  However, in Emacs Lisp, a process is a
1477 Lisp object that designates a subprocess created by the Emacs process.
1478 Programs such as shells, GDB, ftp, and compilers, running in
1479 subprocesses of Emacs, extend the capabilities of Emacs.
1481   An Emacs subprocess takes textual input from Emacs and returns textual
1482 output to Emacs for further manipulation.  Emacs can also send signals
1483 to the subprocess.
1485   Process objects have no read syntax.  They print in hash notation,
1486 giving the name of the process:
1488 @example
1489 @group
1490 (process-list)
1491      @result{} (#<process shell>)
1492 @end group
1493 @end example
1495 @xref{Processes}, for information about functions that create, delete,
1496 return information about, send input or signals to, and receive output
1497 from processes.
1499 @node Stream Type
1500 @subsection Stream Type
1502   A @dfn{stream} is an object that can be used as a source or sink for
1503 characters---either to supply characters for input or to accept them as
1504 output.  Many different types can be used this way: markers, buffers,
1505 strings, and functions.  Most often, input streams (character sources)
1506 obtain characters from the keyboard, a buffer, or a file, and output
1507 streams (character sinks) send characters to a buffer, such as a
1508 @file{*Help*} buffer, or to the echo area.
1510   The object @code{nil}, in addition to its other meanings, may be used
1511 as a stream.  It stands for the value of the variable
1512 @code{standard-input} or @code{standard-output}.  Also, the object
1513 @code{t} as a stream specifies input using the minibuffer
1514 (@pxref{Minibuffers}) or output in the echo area (@pxref{The Echo
1515 Area}).
1517   Streams have no special printed representation or read syntax, and
1518 print as whatever primitive type they are.
1520   @xref{Read and Print}, for a description of functions
1521 related to streams, including parsing and printing functions.
1523 @node Keymap Type
1524 @subsection Keymap Type
1526   A @dfn{keymap} maps keys typed by the user to commands.  This mapping
1527 controls how the user's command input is executed.  A keymap is actually
1528 a list whose @sc{car} is the symbol @code{keymap}.
1530   @xref{Keymaps}, for information about creating keymaps, handling prefix
1531 keys, local as well as global keymaps, and changing key bindings.
1533 @node Overlay Type
1534 @subsection Overlay Type
1536   An @dfn{overlay} specifies properties that apply to a part of a
1537 buffer.  Each overlay applies to a specified range of the buffer, and
1538 contains a property list (a list whose elements are alternating property
1539 names and values).  Overlay properties are used to present parts of the
1540 buffer temporarily in a different display style.  Overlays have no read
1541 syntax, and print in hash notation, giving the buffer name and range of
1542 positions.
1544   @xref{Overlays}, for how to create and use overlays.
1546 @node Circular Objects
1547 @section Read Syntax for Circular Objects
1548 @cindex circular structure, read syntax
1549 @cindex shared structure, read syntax
1550 @cindex @samp{#@var{n}=} read syntax
1551 @cindex @samp{#@var{n}#} read syntax
1553   To represent shared or circular structures within a complex of Lisp
1554 objects, you can use the reader constructs @samp{#@var{n}=} and
1555 @samp{#@var{n}#}.
1557   Use @code{#@var{n}=} before an object to label it for later reference;
1558 subsequently, you can use @code{#@var{n}#} to refer the same object in
1559 another place.  Here, @var{n} is some integer.  For example, here is how
1560 to make a list in which the first element recurs as the third element:
1562 @example
1563 (#1=(a) b #1#)
1564 @end example
1566 @noindent
1567 This differs from ordinary syntax such as this
1569 @example
1570 ((a) b (a))
1571 @end example
1573 @noindent
1574 which would result in a list whose first and third elements
1575 look alike but are not the same Lisp object.  This shows the difference:
1577 @example
1578 (prog1 nil
1579   (setq x '(#1=(a) b #1#)))
1580 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1581      @result{} t
1582 (setq x '((a) b (a)))
1583 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1584      @result{} nil
1585 @end example
1587   You can also use the same syntax to make a circular structure, which
1588 appears as an ``element'' within itself.  Here is an example:
1590 @example
1591 #1=(a #1#)
1592 @end example
1594 @noindent
1595 This makes a list whose second element is the list itself.
1596 Here's how you can see that it really works:
1598 @example
1599 (prog1 nil
1600   (setq x '#1=(a #1#)))
1601 (eq x (cadr x))
1602      @result{} t
1603 @end example
1605   The Lisp printer can produce this syntax to record circular and shared
1606 structure in a Lisp object, if you bind the variable @code{print-circle}
1607 to a non-@code{nil} value.  @xref{Output Variables}.
1609 @node Type Predicates
1610 @section Type Predicates
1611 @cindex type checking
1612 @kindex wrong-type-argument
1614   The Emacs Lisp interpreter itself does not perform type checking on
1615 the actual arguments passed to functions when they are called.  It could
1616 not do so, since function arguments in Lisp do not have declared data
1617 types, as they do in other programming languages.  It is therefore up to
1618 the individual function to test whether each actual argument belongs to
1619 a type that the function can use.
1621   All built-in functions do check the types of their actual arguments
1622 when appropriate, and signal a @code{wrong-type-argument} error if an
1623 argument is of the wrong type.  For example, here is what happens if you
1624 pass an argument to @code{+} that it cannot handle:
1626 @example
1627 @group
1628 (+ 2 'a)
1629      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, a
1630 @end group
1631 @end example
1633 @cindex type predicates
1634 @cindex testing types
1635   If you want your program to handle different types differently, you
1636 must do explicit type checking.  The most common way to check the type
1637 of an object is to call a @dfn{type predicate} function.  Emacs has a
1638 type predicate for each type, as well as some predicates for
1639 combinations of types.
1641   A type predicate function takes one argument; it returns @code{t} if
1642 the argument belongs to the appropriate type, and @code{nil} otherwise.
1643 Following a general Lisp convention for predicate functions, most type
1644 predicates' names end with @samp{p}.
1646   Here is an example which uses the predicates @code{listp} to check for
1647 a list and @code{symbolp} to check for a symbol.
1649 @example
1650 (defun add-on (x)
1651   (cond ((symbolp x)
1652          ;; If X is a symbol, put it on LIST.
1653          (setq list (cons x list)))
1654         ((listp x)
1655          ;; If X is a list, add its elements to LIST.
1656          (setq list (append x list)))
1657         (t
1658          ;; We handle only symbols and lists.
1659          (error "Invalid argument %s in add-on" x))))
1660 @end example
1662   Here is a table of predefined type predicates, in alphabetical order,
1663 with references to further information.
1665 @table @code
1666 @item atom
1667 @xref{List-related Predicates, atom}.
1669 @item arrayp
1670 @xref{Array Functions, arrayp}.
1672 @item bool-vector-p
1673 @xref{Bool-Vectors, bool-vector-p}.
1675 @item bufferp
1676 @xref{Buffer Basics, bufferp}.
1678 @item byte-code-function-p
1679 @xref{Byte-Code Type, byte-code-function-p}.
1681 @item case-table-p
1682 @xref{Case Tables, case-table-p}.
1684 @item char-or-string-p
1685 @xref{Predicates for Strings, char-or-string-p}.
1687 @item char-table-p
1688 @xref{Char-Tables, char-table-p}.
1690 @item commandp
1691 @xref{Interactive Call, commandp}.
1693 @item consp
1694 @xref{List-related Predicates, consp}.
1696 @item display-table-p
1697 @xref{Display Tables, display-table-p}.
1699 @item floatp
1700 @xref{Predicates on Numbers, floatp}.
1702 @item frame-configuration-p
1703 @xref{Frame Configurations, frame-configuration-p}.
1705 @item frame-live-p
1706 @xref{Deleting Frames, frame-live-p}.
1708 @item framep
1709 @xref{Frames, framep}.
1711 @item functionp
1712 @xref{Functions, functionp}.
1714 @item hash-table-p
1715 @xref{Other Hash, hash-table-p}.
1717 @item integer-or-marker-p
1718 @xref{Predicates on Markers, integer-or-marker-p}.
1720 @item integerp
1721 @xref{Predicates on Numbers, integerp}.
1723 @item keymapp
1724 @xref{Creating Keymaps, keymapp}.
1726 @item keywordp
1727 @xref{Constant Variables}.
1729 @item listp
1730 @xref{List-related Predicates, listp}.
1732 @item markerp
1733 @xref{Predicates on Markers, markerp}.
1735 @item wholenump
1736 @xref{Predicates on Numbers, wholenump}.
1738 @item nlistp
1739 @xref{List-related Predicates, nlistp}.
1741 @item numberp
1742 @xref{Predicates on Numbers, numberp}.
1744 @item number-or-marker-p
1745 @xref{Predicates on Markers, number-or-marker-p}.
1747 @item overlayp
1748 @xref{Overlays, overlayp}.
1750 @item processp
1751 @xref{Processes, processp}.
1753 @item sequencep
1754 @xref{Sequence Functions, sequencep}.
1756 @item stringp
1757 @xref{Predicates for Strings, stringp}.
1759 @item subrp
1760 @xref{Function Cells, subrp}.
1762 @item symbolp
1763 @xref{Symbols, symbolp}.
1765 @item syntax-table-p
1766 @xref{Syntax Tables, syntax-table-p}.
1768 @item user-variable-p
1769 @xref{Defining Variables, user-variable-p}.
1771 @item vectorp
1772 @xref{Vectors, vectorp}.
1774 @item window-configuration-p
1775 @xref{Window Configurations, window-configuration-p}.
1777 @item window-live-p
1778 @xref{Deleting Windows, window-live-p}.
1780 @item windowp
1781 @xref{Basic Windows, windowp}.
1782 @end table
1784   The most general way to check the type of an object is to call the
1785 function @code{type-of}.  Recall that each object belongs to one and
1786 only one primitive type; @code{type-of} tells you which one (@pxref{Lisp
1787 Data Types}).  But @code{type-of} knows nothing about non-primitive
1788 types.  In most cases, it is more convenient to use type predicates than
1789 @code{type-of}.
1791 @defun type-of object
1792 This function returns a symbol naming the primitive type of
1793 @var{object}.  The value is one of the symbols @code{symbol},
1794 @code{integer}, @code{float}, @code{string}, @code{cons}, @code{vector},
1795 @code{char-table}, @code{bool-vector}, @code{hash-table}, @code{subr},
1796 @code{compiled-function}, @code{marker}, @code{overlay}, @code{window},
1797 @code{buffer}, @code{frame}, @code{process}, or
1798 @code{window-configuration}.
1800 @example
1801 (type-of 1)
1802      @result{} integer
1803 (type-of 'nil)
1804      @result{} symbol
1805 (type-of '())    ; @r{@code{()} is @code{nil}.}
1806      @result{} symbol
1807 (type-of '(x))
1808      @result{} cons
1809 @end example
1810 @end defun
1812 @node Equality Predicates
1813 @section Equality Predicates
1814 @cindex equality
1816   Here we describe two functions that test for equality between any two
1817 objects.  Other functions test equality between objects of specific
1818 types, e.g., strings.  For these predicates, see the appropriate chapter
1819 describing the data type.
1821 @defun eq object1 object2
1822 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1823 the same object, @code{nil} otherwise.
1825 @code{eq} returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1826 integers with the same value.  Also, since symbol names are normally
1827 unique, if the arguments are symbols with the same name, they are
1828 @code{eq}.  For other types (e.g., lists, vectors, strings), two
1829 arguments with the same contents or elements are not necessarily
1830 @code{eq} to each other: they are @code{eq} only if they are the same
1831 object, meaning that a change in the contents of one will be reflected
1832 by the same change in the contents of the other.
1834 @example
1835 @group
1836 (eq 'foo 'foo)
1837      @result{} t
1838 @end group
1840 @group
1841 (eq 456 456)
1842      @result{} t
1843 @end group
1845 @group
1846 (eq "asdf" "asdf")
1847      @result{} nil
1848 @end group
1850 @group
1851 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1852      @result{} nil
1853 @end group
1855 @group
1856 (setq foo '(1 (2 (3))))
1857      @result{} (1 (2 (3)))
1858 (eq foo foo)
1859      @result{} t
1860 (eq foo '(1 (2 (3))))
1861      @result{} nil
1862 @end group
1864 @group
1865 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1866      @result{} nil
1867 @end group
1869 @group
1870 (eq (point-marker) (point-marker))
1871      @result{} nil
1872 @end group
1873 @end example
1875 The @code{make-symbol} function returns an uninterned symbol, distinct
1876 from the symbol that is used if you write the name in a Lisp expression.
1877 Distinct symbols with the same name are not @code{eq}.  @xref{Creating
1878 Symbols}.
1880 @example
1881 @group
1882 (eq (make-symbol "foo") 'foo)
1883      @result{} nil
1884 @end group
1885 @end example
1886 @end defun
1888 @defun equal object1 object2
1889 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} have
1890 equal components, @code{nil} otherwise.  Whereas @code{eq} tests if its
1891 arguments are the same object, @code{equal} looks inside nonidentical
1892 arguments to see if their elements or contents are the same.  So, if two
1893 objects are @code{eq}, they are @code{equal}, but the converse is not
1894 always true.
1896 @example
1897 @group
1898 (equal 'foo 'foo)
1899      @result{} t
1900 @end group
1902 @group
1903 (equal 456 456)
1904      @result{} t
1905 @end group
1907 @group
1908 (equal "asdf" "asdf")
1909      @result{} t
1910 @end group
1911 @group
1912 (eq "asdf" "asdf")
1913      @result{} nil
1914 @end group
1916 @group
1917 (equal '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1918      @result{} t
1919 @end group
1920 @group
1921 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1922      @result{} nil
1923 @end group
1925 @group
1926 (equal [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1927      @result{} t
1928 @end group
1929 @group
1930 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1931      @result{} nil
1932 @end group
1934 @group
1935 (equal (point-marker) (point-marker))
1936      @result{} t
1937 @end group
1939 @group
1940 (eq (point-marker) (point-marker))
1941      @result{} nil
1942 @end group
1943 @end example
1945 @cindex equality of strings
1946 Comparison of strings is case-sensitive, but does not take account of
1947 text properties---it compares only the characters in the strings.  For
1948 technical reasons, a unibyte string and a multibyte string are
1949 @code{equal} if and only if they contain the same sequence of
1950 character codes and all these codes are either in the range 0 through
1951 127 (@acronym{ASCII}) or 160 through 255 (@code{eight-bit-graphic}).
1952 (@pxref{Text Representations}).
1954 @example
1955 @group
1956 (equal "asdf" "ASDF")
1957      @result{} nil
1958 @end group
1959 @end example
1961 However, two distinct buffers are never considered @code{equal}, even if
1962 their textual contents are the same.
1963 @end defun
1965   The test for equality is implemented recursively; for example, given
1966 two cons cells @var{x} and @var{y}, @code{(equal @var{x} @var{y})}
1967 returns @code{t} if and only if both the expressions below return
1968 @code{t}:
1970 @example
1971 (equal (car @var{x}) (car @var{y}))
1972 (equal (cdr @var{x}) (cdr @var{y}))
1973 @end example
1975 Because of this recursive method, circular lists may therefore cause
1976 infinite recursion (leading to an error).
1978 @ignore
1979    arch-tag: 9711a66e-4749-4265-9e8c-972d55b67096
1980 @end ignore