(Syntax Table Functions):
[emacs.git] / lispref / objects.texi
blobfcfad022dd054e7f33fca5e8f00e03238323fbe8
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 Thus,
296 @example
297 ?\a @result{} 7                 ; @r{control-g, @kbd{C-g}}
298 ?\b @result{} 8                 ; @r{backspace, @key{BS}, @kbd{C-h}}
299 ?\t @result{} 9                 ; @r{tab, @key{TAB}, @kbd{C-i}}
300 ?\n @result{} 10                ; @r{newline, @kbd{C-j}}
301 ?\v @result{} 11                ; @r{vertical tab, @kbd{C-k}}
302 ?\f @result{} 12                ; @r{formfeed character, @kbd{C-l}}
303 ?\r @result{} 13                ; @r{carriage return, @key{RET}, @kbd{C-m}}
304 ?\e @result{} 27                ; @r{escape character, @key{ESC}, @kbd{C-[}}
305 ?\s @result{} 32                ; @r{space character, @key{SPC}}
306 ?\\ @result{} 92                ; @r{backslash character, @kbd{\}}
307 ?\d @result{} 127               ; @r{delete character, @key{DEL}}
308 @end example
310 @cindex escape sequence
311   These sequences which start with backslash are also known as
312 @dfn{escape sequences}, because backslash plays the role of an
313 ``escape character''; this terminology has nothing to do with the
314 character @key{ESC}.  @samp{\s} is meant for use only in character
315 constants; in string constants, just write the space.
317 @cindex control characters
318   Control characters may be represented using yet another read syntax.
319 This consists of a question mark followed by a backslash, caret, and the
320 corresponding non-control character, in either upper or lower case.  For
321 example, both @samp{?\^I} and @samp{?\^i} are valid read syntax for the
322 character @kbd{C-i}, the character whose value is 9.
324   Instead of the @samp{^}, you can use @samp{C-}; thus, @samp{?\C-i} is
325 equivalent to @samp{?\^I} and to @samp{?\^i}:
327 @example
328 ?\^I @result{} 9     ?\C-I @result{} 9
329 @end example
331   In strings and buffers, the only control characters allowed are those
332 that exist in @acronym{ASCII}; but for keyboard input purposes, you can turn
333 any character into a control character with @samp{C-}.  The character
334 codes for these non-@acronym{ASCII} control characters include the
335 @tex
336 @math{2^{26}}
337 @end tex
338 @ifnottex
339 2**26
340 @end ifnottex
341 bit as well as the code for the corresponding non-control
342 character.  Ordinary terminals have no way of generating non-@acronym{ASCII}
343 control characters, but you can generate them straightforwardly using X
344 and other window systems.
346   For historical reasons, Emacs treats the @key{DEL} character as
347 the control equivalent of @kbd{?}:
349 @example
350 ?\^? @result{} 127     ?\C-? @result{} 127
351 @end example
353 @noindent
354 As a result, it is currently not possible to represent the character
355 @kbd{Control-?}, which is a meaningful input character under X, using
356 @samp{\C-}.  It is not easy to change this, as various Lisp files refer
357 to @key{DEL} in this way.
359   For representing control characters to be found in files or strings,
360 we recommend the @samp{^} syntax; for control characters in keyboard
361 input, we prefer the @samp{C-} syntax.  Which one you use does not
362 affect the meaning of the program, but may guide the understanding of
363 people who read it.
365 @cindex meta characters
366   A @dfn{meta character} is a character typed with the @key{META}
367 modifier key.  The integer that represents such a character has the
368 @tex
369 @math{2^{27}}
370 @end tex
371 @ifnottex
372 2**27
373 @end ifnottex
374 bit set.  We use high bits for this and other modifiers to make
375 possible a wide range of basic character codes.
377   In a string, the
378 @tex
379 @math{2^{7}}
380 @end tex
381 @ifnottex
382 2**7
383 @end ifnottex
384 bit attached to an @acronym{ASCII} character indicates a meta
385 character; thus, the meta characters that can fit in a string have
386 codes in the range from 128 to 255, and are the meta versions of the
387 ordinary @acronym{ASCII} characters.  (In Emacs versions 18 and older,
388 this convention was used for characters outside of strings as well.)
390   The read syntax for meta characters uses @samp{\M-}.  For example,
391 @samp{?\M-A} stands for @kbd{M-A}.  You can use @samp{\M-} together with
392 octal character codes (see below), with @samp{\C-}, or with any other
393 syntax for a character.  Thus, you can write @kbd{M-A} as @samp{?\M-A},
394 or as @samp{?\M-\101}.  Likewise, you can write @kbd{C-M-b} as
395 @samp{?\M-\C-b}, @samp{?\C-\M-b}, or @samp{?\M-\002}.
397   The case of a graphic character is indicated by its character code;
398 for example, @acronym{ASCII} distinguishes between the characters @samp{a}
399 and @samp{A}.  But @acronym{ASCII} has no way to represent whether a control
400 character is upper case or lower case.  Emacs uses the
401 @tex
402 @math{2^{25}}
403 @end tex
404 @ifnottex
405 2**25
406 @end ifnottex
407 bit to indicate that the shift key was used in typing a control
408 character.  This distinction is possible only when you use X terminals
409 or other special terminals; ordinary terminals do not report the
410 distinction to the computer in any way.  The Lisp syntax for
411 the shift bit is @samp{\S-}; thus, @samp{?\C-\S-o} or @samp{?\C-\S-O}
412 represents the shifted-control-o character.
414 @cindex hyper characters
415 @cindex super characters
416 @cindex alt characters
417   The X Window System defines three other
418 @anchor{modifier bits}modifier bits that can be set
419 in a character: @dfn{hyper}, @dfn{super} and @dfn{alt}.  The syntaxes
420 for these bits are @samp{\H-}, @samp{\s-} and @samp{\A-}.  (Case is
421 significant in these prefixes.)  Thus, @samp{?\H-\M-\A-x} represents
422 @kbd{Alt-Hyper-Meta-x}.  (Note that @samp{\s} with no following @samp{-}
423 represents the space character.)
424 @tex
425 Numerically, the bit values are @math{2^{22}} for alt, @math{2^{23}}
426 for super and @math{2^{24}} for hyper.
427 @end tex
428 @ifnottex
429 Numerically, the
430 bit values are 2**22 for alt, 2**23 for super and 2**24 for hyper.
431 @end ifnottex
433 @cindex @samp{\} in character constant
434 @cindex backslash in character constant
435 @cindex octal character code
436   Finally, the most general read syntax for a character represents the
437 character code in either octal or hex.  To use octal, write a question
438 mark followed by a backslash and the octal character code (up to three
439 octal digits); thus, @samp{?\101} for the character @kbd{A},
440 @samp{?\001} for the character @kbd{C-a}, and @code{?\002} for the
441 character @kbd{C-b}.  Although this syntax can represent any @acronym{ASCII}
442 character, it is preferred only when the precise octal value is more
443 important than the @acronym{ASCII} representation.
445 @example
446 @group
447 ?\012 @result{} 10         ?\n @result{} 10         ?\C-j @result{} 10
448 ?\101 @result{} 65         ?A @result{} 65
449 @end group
450 @end example
452   To use hex, write a question mark followed by a backslash, @samp{x},
453 and the hexadecimal character code.  You can use any number of hex
454 digits, so you can represent any character code in this way.
455 Thus, @samp{?\x41} for the character @kbd{A}, @samp{?\x1} for the
456 character @kbd{C-a}, and @code{?\x8e0} for the Latin-1 character
457 @iftex
458 @samp{@`a}.
459 @end iftex
460 @ifnottex
461 @samp{a} with grave accent.
462 @end ifnottex
464   A backslash is allowed, and harmless, preceding any character without
465 a special escape meaning; thus, @samp{?\+} is equivalent to @samp{?+}.
466 There is no reason to add a backslash before most characters.  However,
467 you should add a backslash before any of the characters
468 @samp{()\|;'`"#.,} to avoid confusing the Emacs commands for editing
469 Lisp code.  You can also add a backslash before whitespace characters such as
470 space, tab, newline and formfeed.  However, it is cleaner to use one of
471 the easily readable escape sequences, such as @samp{\t} or @samp{\s},
472 instead of an actual whitespace character such as a tab or a space.
473 (If you do write backslash followed by a space, you should write
474 an extra space after the character constant to separate it from the
475 following text.)
477 @node Symbol Type
478 @subsection Symbol Type
480   A @dfn{symbol} in GNU Emacs Lisp is an object with a name.  The
481 symbol name serves as the printed representation of the symbol.  In
482 ordinary Lisp use, with one single obarray (@pxref{Creating Symbols},
483 a symbol's name is unique---no two symbols have the same name.
485   A symbol can serve as a variable, as a function name, or to hold a
486 property list.  Or it may serve only to be distinct from all other Lisp
487 objects, so that its presence in a data structure may be recognized
488 reliably.  In a given context, usually only one of these uses is
489 intended.  But you can use one symbol in all of these ways,
490 independently.
492   A symbol whose name starts with a colon (@samp{:}) is called a
493 @dfn{keyword symbol}.  These symbols automatically act as constants, and
494 are normally used only by comparing an unknown symbol with a few
495 specific alternatives.
497 @cindex @samp{\} in symbols
498 @cindex backslash in symbols
499   A symbol name can contain any characters whatever.  Most symbol names
500 are written with letters, digits, and the punctuation characters
501 @samp{-+=*/}.  Such names require no special punctuation; the characters
502 of the name suffice as long as the name does not look like a number.
503 (If it does, write a @samp{\} at the beginning of the name to force
504 interpretation as a symbol.)  The characters @samp{_~!@@$%^&:<>@{@}?} are
505 less often used but also require no special punctuation.  Any other
506 characters may be included in a symbol's name by escaping them with a
507 backslash.  In contrast to its use in strings, however, a backslash in
508 the name of a symbol simply quotes the single character that follows the
509 backslash.  For example, in a string, @samp{\t} represents a tab
510 character; in the name of a symbol, however, @samp{\t} merely quotes the
511 letter @samp{t}.  To have a symbol with a tab character in its name, you
512 must actually use a tab (preceded with a backslash).  But it's rare to
513 do such a thing.
515 @cindex CL note---case of letters
516 @quotation
517 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, lower case letters are always
518 ``folded'' to upper case, unless they are explicitly escaped.  In Emacs
519 Lisp, upper case and lower case letters are distinct.
520 @end quotation
522   Here are several examples of symbol names.  Note that the @samp{+} in
523 the fifth example is escaped to prevent it from being read as a number.
524 This is not necessary in the fourth example because the rest of the name
525 makes it invalid as a number.
527 @example
528 @group
529 foo                 ; @r{A symbol named @samp{foo}.}
530 FOO                 ; @r{A symbol named @samp{FOO}, different from @samp{foo}.}
531 char-to-string      ; @r{A symbol named @samp{char-to-string}.}
532 @end group
533 @group
534 1+                  ; @r{A symbol named @samp{1+}}
535                     ;   @r{(not @samp{+1}, which is an integer).}
536 @end group
537 @group
538 \+1                 ; @r{A symbol named @samp{+1}}
539                     ;   @r{(not a very readable name).}
540 @end group
541 @group
542 \(*\ 1\ 2\)         ; @r{A symbol named @samp{(* 1 2)} (a worse name).}
543 @c the @'s in this next line use up three characters, hence the
544 @c apparent misalignment of the comment.
545 +-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}  ; @r{A symbol named @samp{+-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}}.}
546                     ;   @r{These characters need not be escaped.}
547 @end group
548 @end example
550 @ifinfo
551 @c This uses ``colon'' instead of a literal `:' because Info cannot
552 @c cope with a `:' in a menu
553 @cindex @samp{#@var{colon}} read syntax
554 @end ifinfo
555 @ifnotinfo
556 @cindex @samp{#:} read syntax
557 @end ifnotinfo
558   Normally the Lisp reader interns all symbols (@pxref{Creating
559 Symbols}).  To prevent interning, you can write @samp{#:} before the
560 name of the symbol.
562 @node Sequence Type
563 @subsection Sequence Types
565   A @dfn{sequence} is a Lisp object that represents an ordered set of
566 elements.  There are two kinds of sequence in Emacs Lisp, lists and
567 arrays.  Thus, an object of type list or of type array is also
568 considered a sequence.
570   Arrays are further subdivided into strings, vectors, char-tables and
571 bool-vectors.  Vectors can hold elements of any type, but string
572 elements must be characters, and bool-vector elements must be @code{t}
573 or @code{nil}.  Char-tables are like vectors except that they are
574 indexed by any valid character code.  The characters in a string can
575 have text properties like characters in a buffer (@pxref{Text
576 Properties}), but vectors do not support text properties, even when
577 their elements happen to be characters.
579   Lists, strings and the other array types are different, but they have
580 important similarities.  For example, all have a length @var{l}, and all
581 have elements which can be indexed from zero to @var{l} minus one.
582 Several functions, called sequence functions, accept any kind of
583 sequence.  For example, the function @code{elt} can be used to extract
584 an element of a sequence, given its index.  @xref{Sequences Arrays
585 Vectors}.
587   It is generally impossible to read the same sequence twice, since
588 sequences are always created anew upon reading.  If you read the read
589 syntax for a sequence twice, you get two sequences with equal contents.
590 There is one exception: the empty list @code{()} always stands for the
591 same object, @code{nil}.
593 @node Cons Cell Type
594 @subsection Cons Cell and List Types
595 @cindex address field of register
596 @cindex decrement field of register
597 @cindex pointers
599   A @dfn{cons cell} is an object that consists of two slots, called the
600 @sc{car} slot and the @sc{cdr} slot.  Each slot can @dfn{hold} or
601 @dfn{refer to} any Lisp object.  We also say that ``the @sc{car} of
602 this cons cell is'' whatever object its @sc{car} slot currently holds,
603 and likewise for the @sc{cdr}.
605 @quotation
606 A note to C programmers: in Lisp, we do not distinguish between
607 ``holding'' a value and ``pointing to'' the value, because pointers in
608 Lisp are implicit.
609 @end quotation
611   A @dfn{list} is a series of cons cells, linked together so that the
612 @sc{cdr} slot of each cons cell holds either the next cons cell or the
613 empty list.  The empty list is actually the symbol @code{nil}.
614 @xref{Lists}, for functions that work on lists.  Because most cons
615 cells are used as part of lists, the phrase @dfn{list structure} has
616 come to refer to any structure made out of cons cells.
618 @cindex atom
619   Because cons cells are so central to Lisp, we also have a word for
620 ``an object which is not a cons cell''.  These objects are called
621 @dfn{atoms}.
623 @cindex parenthesis
624 @cindex @samp{(@dots{})} in lists
625   The read syntax and printed representation for lists are identical, and
626 consist of a left parenthesis, an arbitrary number of elements, and a
627 right parenthesis.  Here are examples of lists:
629 @example
630 (A 2 "A")            ; @r{A list of three elements.}
631 ()                   ; @r{A list of no elements (the empty list).}
632 nil                  ; @r{A list of no elements (the empty list).}
633 ("A ()")             ; @r{A list of one element: the string @code{"A ()"}.}
634 (A ())               ; @r{A list of two elements: @code{A} and the empty list.}
635 (A nil)              ; @r{Equivalent to the previous.}
636 ((A B C))            ; @r{A list of one element}
637                      ;   @r{(which is a list of three elements).}
638 @end example
640    Upon reading, each object inside the parentheses becomes an element
641 of the list.  That is, a cons cell is made for each element.  The
642 @sc{car} slot of the cons cell holds the element, and its @sc{cdr}
643 slot refers to the next cons cell of the list, which holds the next
644 element in the list.  The @sc{cdr} slot of the last cons cell is set to
645 hold @code{nil}.
647   The names @sc{car} and @sc{cdr} derive from the history of Lisp.  The
648 original Lisp implementation ran on an @w{IBM 704} computer which
649 divided words into two parts, called the ``address'' part and the
650 ``decrement''; @sc{car} was an instruction to extract the contents of
651 the address part of a register, and @sc{cdr} an instruction to extract
652 the contents of the decrement.  By contrast, ``cons cells'' are named
653 for the function @code{cons} that creates them, which in turn was named
654 for its purpose, the construction of cells.
656 @menu
657 * Box Diagrams::                Drawing pictures of lists.
658 * Dotted Pair Notation::        A general syntax for cons cells.
659 * Association List Type::       A specially constructed list.
660 @end menu
662 @node Box Diagrams
663 @subsubsection Drawing Lists as Box Diagrams
664 @cindex box diagrams, for lists
665 @cindex diagrams, boxed, for lists
667   A list can be illustrated by a diagram in which the cons cells are
668 shown as pairs of boxes, like dominoes.  (The Lisp reader cannot read
669 such an illustration; unlike the textual notation, which can be
670 understood by both humans and computers, the box illustrations can be
671 understood only by humans.)  This picture represents the three-element
672 list @code{(rose violet buttercup)}:
674 @example
675 @group
676     --- ---      --- ---      --- ---
677    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
678     --- ---      --- ---      --- ---
679      |            |            |
680      |            |            |
681       --> rose     --> violet   --> buttercup
682 @end group
683 @end example
685   In this diagram, each box represents a slot that can hold or refer to
686 any Lisp object.  Each pair of boxes represents a cons cell.  Each arrow
687 represents a reference to a Lisp object, either an atom or another cons
688 cell.
690   In this example, the first box, which holds the @sc{car} of the first
691 cons cell, refers to or ``holds'' @code{rose} (a symbol).  The second
692 box, holding the @sc{cdr} of the first cons cell, refers to the next
693 pair of boxes, the second cons cell.  The @sc{car} of the second cons
694 cell is @code{violet}, and its @sc{cdr} is the third cons cell.  The
695 @sc{cdr} of the third (and last) cons cell is @code{nil}.
697   Here is another diagram of the same list, @code{(rose violet
698 buttercup)}, sketched in a different manner:
700 @smallexample
701 @group
702  ---------------       ----------------       -------------------
703 | car   | cdr   |     | car    | cdr   |     | car       | cdr   |
704 | rose  |   o-------->| violet |   o-------->| buttercup |  nil  |
705 |       |       |     |        |       |     |           |       |
706  ---------------       ----------------       -------------------
707 @end group
708 @end smallexample
710 @cindex @code{nil} in lists
711 @cindex empty list
712   A list with no elements in it is the @dfn{empty list}; it is identical
713 to the symbol @code{nil}.  In other words, @code{nil} is both a symbol
714 and a list.
716   Here is the list @code{(A ())}, or equivalently @code{(A nil)},
717 depicted with boxes and arrows:
719 @example
720 @group
721     --- ---      --- ---
722    |   |   |--> |   |   |--> nil
723     --- ---      --- ---
724      |            |
725      |            |
726       --> A        --> nil
727 @end group
728 @end example
730   Here is a more complex illustration, showing the three-element list,
731 @code{((pine needles) oak maple)}, the first element of which is a
732 two-element list:
734 @example
735 @group
736     --- ---      --- ---      --- ---
737    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
738     --- ---      --- ---      --- ---
739      |            |            |
740      |            |            |
741      |             --> oak      --> maple
742      |
743      |     --- ---      --- ---
744       --> |   |   |--> |   |   |--> nil
745            --- ---      --- ---
746             |            |
747             |            |
748              --> pine     --> needles
749 @end group
750 @end example
752   The same list represented in the second box notation looks like this:
754 @example
755 @group
756  --------------       --------------       --------------
757 | car   | cdr  |     | car   | cdr  |     | car   | cdr  |
758 |   o   |   o------->| oak   |   o------->| maple |  nil |
759 |   |   |      |     |       |      |     |       |      |
760  -- | ---------       --------------       --------------
761     |
762     |
763     |        --------------       ----------------
764     |       | car   | cdr  |     | car     | cdr  |
765      ------>| pine  |   o------->| needles |  nil |
766             |       |      |     |         |      |
767              --------------       ----------------
768 @end group
769 @end example
771 @node Dotted Pair Notation
772 @subsubsection Dotted Pair Notation
773 @cindex dotted pair notation
774 @cindex @samp{.} in lists
776   @dfn{Dotted pair notation} is a general syntax for cons cells that
777 represents the @sc{car} and @sc{cdr} explicitly.  In this syntax,
778 @code{(@var{a} .@: @var{b})} stands for a cons cell whose @sc{car} is
779 the object @var{a} and whose @sc{cdr} is the object @var{b}.  Dotted
780 pair notation is more general than list syntax because the @sc{cdr}
781 does not have to be a list.  However, it is more cumbersome in cases
782 where list syntax would work.  In dotted pair notation, the list
783 @samp{(1 2 3)} is written as @samp{(1 .  (2 . (3 . nil)))}.  For
784 @code{nil}-terminated lists, you can use either notation, but list
785 notation is usually clearer and more convenient.  When printing a
786 list, the dotted pair notation is only used if the @sc{cdr} of a cons
787 cell is not a list.
789   Here's an example using boxes to illustrate dotted pair notation.
790 This example shows the pair @code{(rose . violet)}:
792 @example
793 @group
794     --- ---
795    |   |   |--> violet
796     --- ---
797      |
798      |
799       --> rose
800 @end group
801 @end example
803   You can combine dotted pair notation with list notation to represent
804 conveniently a chain of cons cells with a non-@code{nil} final @sc{cdr}.
805 You write a dot after the last element of the list, followed by the
806 @sc{cdr} of the final cons cell.  For example, @code{(rose violet
807 . buttercup)} is equivalent to @code{(rose . (violet . buttercup))}.
808 The object looks like this:
810 @example
811 @group
812     --- ---      --- ---
813    |   |   |--> |   |   |--> buttercup
814     --- ---      --- ---
815      |            |
816      |            |
817       --> rose     --> violet
818 @end group
819 @end example
821   The syntax @code{(rose .@: violet .@: buttercup)} is invalid because
822 there is nothing that it could mean.  If anything, it would say to put
823 @code{buttercup} in the @sc{cdr} of a cons cell whose @sc{cdr} is already
824 used for @code{violet}.
826   The list @code{(rose violet)} is equivalent to @code{(rose . (violet))},
827 and looks like this:
829 @example
830 @group
831     --- ---      --- ---
832    |   |   |--> |   |   |--> nil
833     --- ---      --- ---
834      |            |
835      |            |
836       --> rose     --> violet
837 @end group
838 @end example
840   Similarly, the three-element list @code{(rose violet buttercup)}
841 is equivalent to @code{(rose . (violet . (buttercup)))}.
842 @ifnottex
843 It looks like this:
845 @example
846 @group
847     --- ---      --- ---      --- ---
848    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
849     --- ---      --- ---      --- ---
850      |            |            |
851      |            |            |
852       --> rose     --> violet   --> buttercup
853 @end group
854 @end example
855 @end ifnottex
857 @node Association List Type
858 @comment  node-name,  next,  previous,  up
859 @subsubsection Association List Type
861   An @dfn{association list} or @dfn{alist} is a specially-constructed
862 list whose elements are cons cells.  In each element, the @sc{car} is
863 considered a @dfn{key}, and the @sc{cdr} is considered an
864 @dfn{associated value}.  (In some cases, the associated value is stored
865 in the @sc{car} of the @sc{cdr}.)  Association lists are often used as
866 stacks, since it is easy to add or remove associations at the front of
867 the list.
869   For example,
871 @example
872 (setq alist-of-colors
873       '((rose . red) (lily . white) (buttercup . yellow)))
874 @end example
876 @noindent
877 sets the variable @code{alist-of-colors} to an alist of three elements.  In the
878 first element, @code{rose} is the key and @code{red} is the value.
880   @xref{Association Lists}, for a further explanation of alists and for
881 functions that work on alists.  @xref{Hash Tables}, for another kind of
882 lookup table, which is much faster for handling a large number of keys.
884 @node Array Type
885 @subsection Array Type
887   An @dfn{array} is composed of an arbitrary number of slots for
888 holding or referring to other Lisp objects, arranged in a contiguous block of
889 memory.  Accessing any element of an array takes approximately the same
890 amount of time.  In contrast, accessing an element of a list requires
891 time proportional to the position of the element in the list.  (Elements
892 at the end of a list take longer to access than elements at the
893 beginning of a list.)
895   Emacs defines four types of array: strings, vectors, bool-vectors, and
896 char-tables.
898   A string is an array of characters and a vector is an array of
899 arbitrary objects.  A bool-vector can hold only @code{t} or @code{nil}.
900 These kinds of array may have any length up to the largest integer.
901 Char-tables are sparse arrays indexed by any valid character code; they
902 can hold arbitrary objects.
904   The first element of an array has index zero, the second element has
905 index 1, and so on.  This is called @dfn{zero-origin} indexing.  For
906 example, an array of four elements has indices 0, 1, 2, @w{and 3}.  The
907 largest possible index value is one less than the length of the array.
908 Once an array is created, its length is fixed.
910   All Emacs Lisp arrays are one-dimensional.  (Most other programming
911 languages support multidimensional arrays, but they are not essential;
912 you can get the same effect with nested one-dimensional arrays.)  Each
913 type of array has its own read syntax; see the following sections for
914 details.
916   The array type is a subset of the sequence type, and contains the
917 string type, the vector type, the bool-vector type, and the char-table
918 type.
920 @node String Type
921 @subsection String Type
923   A @dfn{string} is an array of characters.  Strings are used for many
924 purposes in Emacs, as can be expected in a text editor; for example, as
925 the names of Lisp symbols, as messages for the user, and to represent
926 text extracted from buffers.  Strings in Lisp are constants: evaluation
927 of a string returns the same string.
929   @xref{Strings and Characters}, for functions that operate on strings.
931 @menu
932 * Syntax for Strings::
933 * Non-ASCII in Strings::
934 * Nonprinting Characters::
935 * Text Props and Strings::
936 @end menu
938 @node Syntax for Strings
939 @subsubsection Syntax for Strings
941 @cindex @samp{"} in strings
942 @cindex double-quote in strings
943 @cindex @samp{\} in strings
944 @cindex backslash in strings
945   The read syntax for strings is a double-quote, an arbitrary number of
946 characters, and another double-quote, @code{"like this"}.  To include a
947 double-quote in a string, precede it with a backslash; thus, @code{"\""}
948 is a string containing just a single double-quote character.  Likewise,
949 you can include a backslash by preceding it with another backslash, like
950 this: @code{"this \\ is a single embedded backslash"}.
952 @cindex newline in strings
953   The newline character is not special in the read syntax for strings;
954 if you write a new line between the double-quotes, it becomes a
955 character in the string.  But an escaped newline---one that is preceded
956 by @samp{\}---does not become part of the string; i.e., the Lisp reader
957 ignores an escaped newline while reading a string.  An escaped space
958 @w{@samp{\ }} is likewise ignored.
960 @example
961 "It is useful to include newlines
962 in documentation strings,
963 but the newline is \
964 ignored if escaped."
965      @result{} "It is useful to include newlines
966 in documentation strings,
967 but the newline is ignored if escaped."
968 @end example
970 @node Non-ASCII in Strings
971 @subsubsection Non-@acronym{ASCII} Characters in Strings
973   You can include a non-@acronym{ASCII} international character in a string
974 constant by writing it literally.  There are two text representations
975 for non-@acronym{ASCII} characters in Emacs strings (and in buffers): unibyte
976 and multibyte.  If the string constant is read from a multibyte source,
977 such as a multibyte buffer or string, or a file that would be visited as
978 multibyte, then the character is read as a multibyte character, and that
979 makes the string multibyte.  If the string constant is read from a
980 unibyte source, then the character is read as unibyte and that makes the
981 string unibyte.
983   You can also represent a multibyte non-@acronym{ASCII} character with its
984 character code: use a hex escape, @samp{\x@var{nnnnnnn}}, with as many
985 digits as necessary.  (Multibyte non-@acronym{ASCII} character codes are all
986 greater than 256.)  Any character which is not a valid hex digit
987 terminates this construct.  If the next character in the string could be
988 interpreted as a hex digit, write @w{@samp{\ }} (backslash and space) to
989 terminate the hex escape---for example, @w{@samp{\x8e0\ }} represents
990 one character, @samp{a} with grave accent.  @w{@samp{\ }} in a string
991 constant is just like backslash-newline; it does not contribute any
992 character to the string, but it does terminate the preceding hex escape.
994   You can represent a unibyte non-@acronym{ASCII} character with its
995 character code, which must be in the range from 128 (0200 octal) to
996 255 (0377 octal).  If you write all such character codes in octal and
997 the string contains no other characters forcing it to be multibyte,
998 this produces a unibyte string.  However, using any hex escape in a
999 string (even for an @acronym{ASCII} character) forces the string to be
1000 multibyte.
1002   @xref{Text Representations}, for more information about the two
1003 text representations.
1005 @node Nonprinting Characters
1006 @subsubsection Nonprinting Characters in Strings
1008   You can use the same backslash escape-sequences in a string constant
1009 as in character literals (but do not use the question mark that begins a
1010 character constant).  For example, you can write a string containing the
1011 nonprinting characters tab and @kbd{C-a}, with commas and spaces between
1012 them, like this: @code{"\t, \C-a"}.  @xref{Character Type}, for a
1013 description of the read syntax for characters.
1015   However, not all of the characters you can write with backslash
1016 escape-sequences are valid in strings.  The only control characters that
1017 a string can hold are the @acronym{ASCII} control characters.  Strings do not
1018 distinguish case in @acronym{ASCII} control characters.
1020   Properly speaking, strings cannot hold meta characters; but when a
1021 string is to be used as a key sequence, there is a special convention
1022 that provides a way to represent meta versions of @acronym{ASCII}
1023 characters in a string.  If you use the @samp{\M-} syntax to indicate
1024 a meta character in a string constant, this sets the
1025 @tex
1026 @math{2^{7}}
1027 @end tex
1028 @ifnottex
1029 2**7
1030 @end ifnottex
1031 bit of the character in the string.  If the string is used in
1032 @code{define-key} or @code{lookup-key}, this numeric code is translated
1033 into the equivalent meta character.  @xref{Character Type}.
1035   Strings cannot hold characters that have the hyper, super, or alt
1036 modifiers.
1038 @node Text Props and Strings
1039 @subsubsection Text Properties in Strings
1041   A string can hold properties for the characters it contains, in
1042 addition to the characters themselves.  This enables programs that copy
1043 text between strings and buffers to copy the text's properties with no
1044 special effort.  @xref{Text Properties}, for an explanation of what text
1045 properties mean.  Strings with text properties use a special read and
1046 print syntax:
1048 @example
1049 #("@var{characters}" @var{property-data}...)
1050 @end example
1052 @noindent
1053 where @var{property-data} consists of zero or more elements, in groups
1054 of three as follows:
1056 @example
1057 @var{beg} @var{end} @var{plist}
1058 @end example
1060 @noindent
1061 The elements @var{beg} and @var{end} are integers, and together specify
1062 a range of indices in the string; @var{plist} is the property list for
1063 that range.  For example,
1065 @example
1066 #("foo bar" 0 3 (face bold) 3 4 nil 4 7 (face italic))
1067 @end example
1069 @noindent
1070 represents a string whose textual contents are @samp{foo bar}, in which
1071 the first three characters have a @code{face} property with value
1072 @code{bold}, and the last three have a @code{face} property with value
1073 @code{italic}.  (The fourth character has no text properties, so its
1074 property list is @code{nil}.  It is not actually necessary to mention
1075 ranges with @code{nil} as the property list, since any characters not
1076 mentioned in any range will default to having no properties.)
1078 @node Vector Type
1079 @subsection Vector Type
1081   A @dfn{vector} is a one-dimensional array of elements of any type.  It
1082 takes a constant amount of time to access any element of a vector.  (In
1083 a list, the access time of an element is proportional to the distance of
1084 the element from the beginning of the list.)
1086   The printed representation of a vector consists of a left square
1087 bracket, the elements, and a right square bracket.  This is also the
1088 read syntax.  Like numbers and strings, vectors are considered constants
1089 for evaluation.
1091 @example
1092 [1 "two" (three)]      ; @r{A vector of three elements.}
1093      @result{} [1 "two" (three)]
1094 @end example
1096   @xref{Vectors}, for functions that work with vectors.
1098 @node Char-Table Type
1099 @subsection Char-Table Type
1101   A @dfn{char-table} is a one-dimensional array of elements of any type,
1102 indexed by character codes.  Char-tables have certain extra features to
1103 make them more useful for many jobs that involve assigning information
1104 to character codes---for example, a char-table can have a parent to
1105 inherit from, a default value, and a small number of extra slots to use for
1106 special purposes.  A char-table can also specify a single value for
1107 a whole character set.
1109   The printed representation of a char-table is like a vector
1110 except that there is an extra @samp{#^} at the beginning.
1112   @xref{Char-Tables}, for special functions to operate on char-tables.
1113 Uses of char-tables include:
1115 @itemize @bullet
1116 @item
1117 Case tables (@pxref{Case Tables}).
1119 @item
1120 Character category tables (@pxref{Categories}).
1122 @item
1123 Display tables (@pxref{Display Tables}).
1125 @item
1126 Syntax tables (@pxref{Syntax Tables}).
1127 @end itemize
1129 @node Bool-Vector Type
1130 @subsection Bool-Vector Type
1132   A @dfn{bool-vector} is a one-dimensional array of elements that
1133 must be @code{t} or @code{nil}.
1135   The printed representation of a bool-vector is like a string, except
1136 that it begins with @samp{#&} followed by the length.  The string
1137 constant that follows actually specifies the contents of the bool-vector
1138 as a bitmap---each ``character'' in the string contains 8 bits, which
1139 specify the next 8 elements of the bool-vector (1 stands for @code{t},
1140 and 0 for @code{nil}).  The least significant bits of the character
1141 correspond to the lowest indices in the bool-vector.
1143 @example
1144 (make-bool-vector 3 t)
1145      @result{} #&3"^G"
1146 (make-bool-vector 3 nil)
1147      @result{} #&3"^@@"
1148 @end example
1150 @noindent
1151 These results make sense, because the binary code for @samp{C-g} is
1152 111 and @samp{C-@@} is the character with code 0.
1154   If the length is not a multiple of 8, the printed representation
1155 shows extra elements, but these extras really make no difference.  For
1156 instance, in the next example, the two bool-vectors are equal, because
1157 only the first 3 bits are used:
1159 @example
1160 (equal #&3"\377" #&3"\007")
1161      @result{} t
1162 @end example
1164 @node Hash Table Type
1165 @subsection Hash Table Type
1167     A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
1168 alist in that it maps keys to corresponding values, but much faster.
1169 Hash tables have no read syntax, and print using hash notation.
1170 @xref{Hash Tables}, for functions that operate on hash tables.
1172 @example
1173 (make-hash-table)
1174      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
1175 @end example
1177 @node Function Type
1178 @subsection Function Type
1180   Just as functions in other programming languages are executable,
1181 @dfn{Lisp function} objects are pieces of executable code.  However,
1182 functions in Lisp are primarily Lisp objects, and only secondarily the
1183 text which represents them.  These Lisp objects are lambda expressions:
1184 lists whose first element is the symbol @code{lambda} (@pxref{Lambda
1185 Expressions}).
1187   In most programming languages, it is impossible to have a function
1188 without a name.  In Lisp, a function has no intrinsic name.  A lambda
1189 expression is also called an @dfn{anonymous function} (@pxref{Anonymous
1190 Functions}).  A named function in Lisp is actually a symbol with a valid
1191 function in its function cell (@pxref{Defining Functions}).
1193   Most of the time, functions are called when their names are written in
1194 Lisp expressions in Lisp programs.  However, you can construct or obtain
1195 a function object at run time and then call it with the primitive
1196 functions @code{funcall} and @code{apply}.  @xref{Calling Functions}.
1198 @node Macro Type
1199 @subsection Macro Type
1201   A @dfn{Lisp macro} is a user-defined construct that extends the Lisp
1202 language.  It is represented as an object much like a function, but with
1203 different argument-passing semantics.  A Lisp macro has the form of a
1204 list whose first element is the symbol @code{macro} and whose @sc{cdr}
1205 is a Lisp function object, including the @code{lambda} symbol.
1207   Lisp macro objects are usually defined with the built-in
1208 @code{defmacro} function, but any list that begins with @code{macro} is
1209 a macro as far as Emacs is concerned.  @xref{Macros}, for an explanation
1210 of how to write a macro.
1212   @strong{Warning}: Lisp macros and keyboard macros (@pxref{Keyboard
1213 Macros}) are entirely different things.  When we use the word ``macro''
1214 without qualification, we mean a Lisp macro, not a keyboard macro.
1216 @node Primitive Function Type
1217 @subsection Primitive Function Type
1218 @cindex special forms
1220   A @dfn{primitive function} is a function callable from Lisp but
1221 written in the C programming language.  Primitive functions are also
1222 called @dfn{subrs} or @dfn{built-in functions}.  (The word ``subr'' is
1223 derived from ``subroutine''.)  Most primitive functions evaluate all
1224 their arguments when they are called.  A primitive function that does
1225 not evaluate all its arguments is called a @dfn{special form}
1226 (@pxref{Special Forms}).@refill
1228   It does not matter to the caller of a function whether the function is
1229 primitive.  However, this does matter if you try to redefine a primitive
1230 with a function written in Lisp.  The reason is that the primitive
1231 function may be called directly from C code.  Calls to the redefined
1232 function from Lisp will use the new definition, but calls from C code
1233 may still use the built-in definition.  Therefore, @strong{we discourage
1234 redefinition of primitive functions}.
1236   The term @dfn{function} refers to all Emacs functions, whether written
1237 in Lisp or C.  @xref{Function Type}, for information about the
1238 functions written in Lisp.
1240   Primitive functions have no read syntax and print in hash notation
1241 with the name of the subroutine.
1243 @example
1244 @group
1245 (symbol-function 'car)          ; @r{Access the function cell}
1246                                 ;   @r{of the symbol.}
1247      @result{} #<subr car>
1248 (subrp (symbol-function 'car))  ; @r{Is this a primitive function?}
1249      @result{} t                       ; @r{Yes.}
1250 @end group
1251 @end example
1253 @node Byte-Code Type
1254 @subsection Byte-Code Function Type
1256 The byte compiler produces @dfn{byte-code function objects}.
1257 Internally, a byte-code function object is much like a vector; however,
1258 the evaluator handles this data type specially when it appears as a
1259 function to be called.  @xref{Byte Compilation}, for information about
1260 the byte compiler.
1262 The printed representation and read syntax for a byte-code function
1263 object is like that for a vector, with an additional @samp{#} before the
1264 opening @samp{[}.
1266 @node Autoload Type
1267 @subsection Autoload Type
1269   An @dfn{autoload object} is a list whose first element is the symbol
1270 @code{autoload}.  It is stored as the function definition of a symbol,
1271 where it serves as a placeholder for the real definition.  The autoload
1272 object says that the real definition is found in a file of Lisp code
1273 that should be loaded when necessary.  It contains the name of the file,
1274 plus some other information about the real definition.
1276   After the file has been loaded, the symbol should have a new function
1277 definition that is not an autoload object.  The new definition is then
1278 called as if it had been there to begin with.  From the user's point of
1279 view, the function call works as expected, using the function definition
1280 in the loaded file.
1282   An autoload object is usually created with the function
1283 @code{autoload}, which stores the object in the function cell of a
1284 symbol.  @xref{Autoload}, for more details.
1286 @node Editing Types
1287 @section Editing Types
1288 @cindex editing types
1290   The types in the previous section are used for general programming
1291 purposes, and most of them are common to most Lisp dialects.  Emacs Lisp
1292 provides several additional data types for purposes connected with
1293 editing.
1295 @menu
1296 * Buffer Type::         The basic object of editing.
1297 * Marker Type::         A position in a buffer.
1298 * Window Type::         Buffers are displayed in windows.
1299 * Frame Type::          Windows subdivide frames.
1300 * Window Configuration Type::   Recording the way a frame is subdivided.
1301 * Frame Configuration Type::    Recording the status of all frames.
1302 * Process Type::        A process running on the underlying OS.
1303 * Stream Type::         Receive or send characters.
1304 * Keymap Type::         What function a keystroke invokes.
1305 * Overlay Type::        How an overlay is represented.
1306 @end menu
1308 @node Buffer Type
1309 @subsection Buffer Type
1311   A @dfn{buffer} is an object that holds text that can be edited
1312 (@pxref{Buffers}).  Most buffers hold the contents of a disk file
1313 (@pxref{Files}) so they can be edited, but some are used for other
1314 purposes.  Most buffers are also meant to be seen by the user, and
1315 therefore displayed, at some time, in a window (@pxref{Windows}).  But a
1316 buffer need not be displayed in any window.
1318   The contents of a buffer are much like a string, but buffers are not
1319 used like strings in Emacs Lisp, and the available operations are
1320 different.  For example, you can insert text efficiently into an
1321 existing buffer, altering the buffer's contents, whereas ``inserting''
1322 text into a string requires concatenating substrings, and the result is
1323 an entirely new string object.
1325   Each buffer has a designated position called @dfn{point}
1326 (@pxref{Positions}).  At any time, one buffer is the @dfn{current
1327 buffer}.  Most editing commands act on the contents of the current
1328 buffer in the neighborhood of point.  Many of the standard Emacs
1329 functions manipulate or test the characters in the current buffer; a
1330 whole chapter in this manual is devoted to describing these functions
1331 (@pxref{Text}).
1333   Several other data structures are associated with each buffer:
1335 @itemize @bullet
1336 @item
1337 a local syntax table (@pxref{Syntax Tables});
1339 @item
1340 a local keymap (@pxref{Keymaps}); and,
1342 @item
1343 a list of buffer-local variable bindings (@pxref{Buffer-Local Variables}).
1345 @item
1346 overlays (@pxref{Overlays}).
1348 @item
1349 text properties for the text in the buffer (@pxref{Text Properties}).
1350 @end itemize
1352 @noindent
1353 The local keymap and variable list contain entries that individually
1354 override global bindings or values.  These are used to customize the
1355 behavior of programs in different buffers, without actually changing the
1356 programs.
1358   A buffer may be @dfn{indirect}, which means it shares the text
1359 of another buffer, but presents it differently.  @xref{Indirect Buffers}.
1361   Buffers have no read syntax.  They print in hash notation, showing the
1362 buffer name.
1364 @example
1365 @group
1366 (current-buffer)
1367      @result{} #<buffer objects.texi>
1368 @end group
1369 @end example
1371 @node Marker Type
1372 @subsection Marker Type
1374   A @dfn{marker} denotes a position in a specific buffer.  Markers
1375 therefore have two components: one for the buffer, and one for the
1376 position.  Changes in the buffer's text automatically relocate the
1377 position value as necessary to ensure that the marker always points
1378 between the same two characters in the buffer.
1380   Markers have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1381 current character position and the name of the buffer.
1383 @example
1384 @group
1385 (point-marker)
1386      @result{} #<marker at 10779 in objects.texi>
1387 @end group
1388 @end example
1390 @xref{Markers}, for information on how to test, create, copy, and move
1391 markers.
1393 @node Window Type
1394 @subsection Window Type
1396   A @dfn{window} describes the portion of the terminal screen that Emacs
1397 uses to display a buffer.  Every window has one associated buffer, whose
1398 contents appear in the window.  By contrast, a given buffer may appear
1399 in one window, no window, or several windows.
1401   Though many windows may exist simultaneously, at any time one window
1402 is designated the @dfn{selected window}.  This is the window where the
1403 cursor is (usually) displayed when Emacs is ready for a command.  The
1404 selected window usually displays the current buffer, but this is not
1405 necessarily the case.
1407   Windows are grouped on the screen into frames; each window belongs to
1408 one and only one frame.  @xref{Frame Type}.
1410   Windows have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1411 window number and the name of the buffer being displayed.  The window
1412 numbers exist to identify windows uniquely, since the buffer displayed
1413 in any given window can change frequently.
1415 @example
1416 @group
1417 (selected-window)
1418      @result{} #<window 1 on objects.texi>
1419 @end group
1420 @end example
1422   @xref{Windows}, for a description of the functions that work on windows.
1424 @node Frame Type
1425 @subsection Frame Type
1427   A @dfn{frame} is a rectangle on the screen that contains one or more
1428 Emacs windows.  A frame initially contains a single main window (plus
1429 perhaps a minibuffer window) which you can subdivide vertically or
1430 horizontally into smaller windows.
1432   Frames have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1433 frame's title, plus its address in core (useful to identify the frame
1434 uniquely).
1436 @example
1437 @group
1438 (selected-frame)
1439      @result{} #<frame emacs@@psilocin.gnu.org 0xdac80>
1440 @end group
1441 @end example
1443   @xref{Frames}, for a description of the functions that work on frames.
1445 @node Window Configuration Type
1446 @subsection Window Configuration Type
1447 @cindex screen layout
1449   A @dfn{window configuration} stores information about the positions,
1450 sizes, and contents of the windows in a frame, so you can recreate the
1451 same arrangement of windows later.
1453   Window configurations do not have a read syntax; their print syntax
1454 looks like @samp{#<window-configuration>}.  @xref{Window
1455 Configurations}, for a description of several functions related to
1456 window configurations.
1458 @node Frame Configuration Type
1459 @subsection Frame Configuration Type
1460 @cindex screen layout
1462   A @dfn{frame configuration} stores information about the positions,
1463 sizes, and contents of the windows in all frames.  It is actually
1464 a list whose @sc{car} is @code{frame-configuration} and whose
1465 @sc{cdr} is an alist.  Each alist element describes one frame,
1466 which appears as the @sc{car} of that element.
1468   @xref{Frame Configurations}, for a description of several functions
1469 related to frame configurations.
1471 @node Process Type
1472 @subsection Process Type
1474   The word @dfn{process} usually means a running program.  Emacs itself
1475 runs in a process of this sort.  However, in Emacs Lisp, a process is a
1476 Lisp object that designates a subprocess created by the Emacs process.
1477 Programs such as shells, GDB, ftp, and compilers, running in
1478 subprocesses of Emacs, extend the capabilities of Emacs.
1480   An Emacs subprocess takes textual input from Emacs and returns textual
1481 output to Emacs for further manipulation.  Emacs can also send signals
1482 to the subprocess.
1484   Process objects have no read syntax.  They print in hash notation,
1485 giving the name of the process:
1487 @example
1488 @group
1489 (process-list)
1490      @result{} (#<process shell>)
1491 @end group
1492 @end example
1494 @xref{Processes}, for information about functions that create, delete,
1495 return information about, send input or signals to, and receive output
1496 from processes.
1498 @node Stream Type
1499 @subsection Stream Type
1501   A @dfn{stream} is an object that can be used as a source or sink for
1502 characters---either to supply characters for input or to accept them as
1503 output.  Many different types can be used this way: markers, buffers,
1504 strings, and functions.  Most often, input streams (character sources)
1505 obtain characters from the keyboard, a buffer, or a file, and output
1506 streams (character sinks) send characters to a buffer, such as a
1507 @file{*Help*} buffer, or to the echo area.
1509   The object @code{nil}, in addition to its other meanings, may be used
1510 as a stream.  It stands for the value of the variable
1511 @code{standard-input} or @code{standard-output}.  Also, the object
1512 @code{t} as a stream specifies input using the minibuffer
1513 (@pxref{Minibuffers}) or output in the echo area (@pxref{The Echo
1514 Area}).
1516   Streams have no special printed representation or read syntax, and
1517 print as whatever primitive type they are.
1519   @xref{Read and Print}, for a description of functions
1520 related to streams, including parsing and printing functions.
1522 @node Keymap Type
1523 @subsection Keymap Type
1525   A @dfn{keymap} maps keys typed by the user to commands.  This mapping
1526 controls how the user's command input is executed.  A keymap is actually
1527 a list whose @sc{car} is the symbol @code{keymap}.
1529   @xref{Keymaps}, for information about creating keymaps, handling prefix
1530 keys, local as well as global keymaps, and changing key bindings.
1532 @node Overlay Type
1533 @subsection Overlay Type
1535   An @dfn{overlay} specifies properties that apply to a part of a
1536 buffer.  Each overlay applies to a specified range of the buffer, and
1537 contains a property list (a list whose elements are alternating property
1538 names and values).  Overlay properties are used to present parts of the
1539 buffer temporarily in a different display style.  Overlays have no read
1540 syntax, and print in hash notation, giving the buffer name and range of
1541 positions.
1543   @xref{Overlays}, for how to create and use overlays.
1545 @node Circular Objects
1546 @section Read Syntax for Circular Objects
1547 @cindex circular structure, read syntax
1548 @cindex shared structure, read syntax
1549 @cindex @samp{#@var{n}=} read syntax
1550 @cindex @samp{#@var{n}#} read syntax
1552   To represent shared or circular structures within a complex of Lisp
1553 objects, you can use the reader constructs @samp{#@var{n}=} and
1554 @samp{#@var{n}#}.
1556   Use @code{#@var{n}=} before an object to label it for later reference;
1557 subsequently, you can use @code{#@var{n}#} to refer the same object in
1558 another place.  Here, @var{n} is some integer.  For example, here is how
1559 to make a list in which the first element recurs as the third element:
1561 @example
1562 (#1=(a) b #1#)
1563 @end example
1565 @noindent
1566 This differs from ordinary syntax such as this
1568 @example
1569 ((a) b (a))
1570 @end example
1572 @noindent
1573 which would result in a list whose first and third elements
1574 look alike but are not the same Lisp object.  This shows the difference:
1576 @example
1577 (prog1 nil
1578   (setq x '(#1=(a) b #1#)))
1579 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1580      @result{} t
1581 (setq x '((a) b (a)))
1582 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1583      @result{} nil
1584 @end example
1586   You can also use the same syntax to make a circular structure, which
1587 appears as an ``element'' within itself.  Here is an example:
1589 @example
1590 #1=(a #1#)
1591 @end example
1593 @noindent
1594 This makes a list whose second element is the list itself.
1595 Here's how you can see that it really works:
1597 @example
1598 (prog1 nil
1599   (setq x '#1=(a #1#)))
1600 (eq x (cadr x))
1601      @result{} t
1602 @end example
1604   The Lisp printer can produce this syntax to record circular and shared
1605 structure in a Lisp object, if you bind the variable @code{print-circle}
1606 to a non-@code{nil} value.  @xref{Output Variables}.
1608 @node Type Predicates
1609 @section Type Predicates
1610 @cindex type checking
1611 @kindex wrong-type-argument
1613   The Emacs Lisp interpreter itself does not perform type checking on
1614 the actual arguments passed to functions when they are called.  It could
1615 not do so, since function arguments in Lisp do not have declared data
1616 types, as they do in other programming languages.  It is therefore up to
1617 the individual function to test whether each actual argument belongs to
1618 a type that the function can use.
1620   All built-in functions do check the types of their actual arguments
1621 when appropriate, and signal a @code{wrong-type-argument} error if an
1622 argument is of the wrong type.  For example, here is what happens if you
1623 pass an argument to @code{+} that it cannot handle:
1625 @example
1626 @group
1627 (+ 2 'a)
1628      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, a
1629 @end group
1630 @end example
1632 @cindex type predicates
1633 @cindex testing types
1634   If you want your program to handle different types differently, you
1635 must do explicit type checking.  The most common way to check the type
1636 of an object is to call a @dfn{type predicate} function.  Emacs has a
1637 type predicate for each type, as well as some predicates for
1638 combinations of types.
1640   A type predicate function takes one argument; it returns @code{t} if
1641 the argument belongs to the appropriate type, and @code{nil} otherwise.
1642 Following a general Lisp convention for predicate functions, most type
1643 predicates' names end with @samp{p}.
1645   Here is an example which uses the predicates @code{listp} to check for
1646 a list and @code{symbolp} to check for a symbol.
1648 @example
1649 (defun add-on (x)
1650   (cond ((symbolp x)
1651          ;; If X is a symbol, put it on LIST.
1652          (setq list (cons x list)))
1653         ((listp x)
1654          ;; If X is a list, add its elements to LIST.
1655          (setq list (append x list)))
1656         (t
1657          ;; We handle only symbols and lists.
1658          (error "Invalid argument %s in add-on" x))))
1659 @end example
1661   Here is a table of predefined type predicates, in alphabetical order,
1662 with references to further information.
1664 @table @code
1665 @item atom
1666 @xref{List-related Predicates, atom}.
1668 @item arrayp
1669 @xref{Array Functions, arrayp}.
1671 @item bool-vector-p
1672 @xref{Bool-Vectors, bool-vector-p}.
1674 @item bufferp
1675 @xref{Buffer Basics, bufferp}.
1677 @item byte-code-function-p
1678 @xref{Byte-Code Type, byte-code-function-p}.
1680 @item case-table-p
1681 @xref{Case Tables, case-table-p}.
1683 @item char-or-string-p
1684 @xref{Predicates for Strings, char-or-string-p}.
1686 @item char-table-p
1687 @xref{Char-Tables, char-table-p}.
1689 @item commandp
1690 @xref{Interactive Call, commandp}.
1692 @item consp
1693 @xref{List-related Predicates, consp}.
1695 @item display-table-p
1696 @xref{Display Tables, display-table-p}.
1698 @item floatp
1699 @xref{Predicates on Numbers, floatp}.
1701 @item frame-configuration-p
1702 @xref{Frame Configurations, frame-configuration-p}.
1704 @item frame-live-p
1705 @xref{Deleting Frames, frame-live-p}.
1707 @item framep
1708 @xref{Frames, framep}.
1710 @item functionp
1711 @xref{Functions, functionp}.
1713 @item hash-table-p
1714 @xref{Other Hash, hash-table-p}.
1716 @item integer-or-marker-p
1717 @xref{Predicates on Markers, integer-or-marker-p}.
1719 @item integerp
1720 @xref{Predicates on Numbers, integerp}.
1722 @item keymapp
1723 @xref{Creating Keymaps, keymapp}.
1725 @item keywordp
1726 @xref{Constant Variables}.
1728 @item listp
1729 @xref{List-related Predicates, listp}.
1731 @item markerp
1732 @xref{Predicates on Markers, markerp}.
1734 @item wholenump
1735 @xref{Predicates on Numbers, wholenump}.
1737 @item nlistp
1738 @xref{List-related Predicates, nlistp}.
1740 @item numberp
1741 @xref{Predicates on Numbers, numberp}.
1743 @item number-or-marker-p
1744 @xref{Predicates on Markers, number-or-marker-p}.
1746 @item overlayp
1747 @xref{Overlays, overlayp}.
1749 @item processp
1750 @xref{Processes, processp}.
1752 @item sequencep
1753 @xref{Sequence Functions, sequencep}.
1755 @item stringp
1756 @xref{Predicates for Strings, stringp}.
1758 @item subrp
1759 @xref{Function Cells, subrp}.
1761 @item symbolp
1762 @xref{Symbols, symbolp}.
1764 @item syntax-table-p
1765 @xref{Syntax Tables, syntax-table-p}.
1767 @item user-variable-p
1768 @xref{Defining Variables, user-variable-p}.
1770 @item vectorp
1771 @xref{Vectors, vectorp}.
1773 @item window-configuration-p
1774 @xref{Window Configurations, window-configuration-p}.
1776 @item window-live-p
1777 @xref{Deleting Windows, window-live-p}.
1779 @item windowp
1780 @xref{Basic Windows, windowp}.
1781 @end table
1783   The most general way to check the type of an object is to call the
1784 function @code{type-of}.  Recall that each object belongs to one and
1785 only one primitive type; @code{type-of} tells you which one (@pxref{Lisp
1786 Data Types}).  But @code{type-of} knows nothing about non-primitive
1787 types.  In most cases, it is more convenient to use type predicates than
1788 @code{type-of}.
1790 @defun type-of object
1791 This function returns a symbol naming the primitive type of
1792 @var{object}.  The value is one of the symbols @code{symbol},
1793 @code{integer}, @code{float}, @code{string}, @code{cons}, @code{vector},
1794 @code{char-table}, @code{bool-vector}, @code{hash-table}, @code{subr},
1795 @code{compiled-function}, @code{marker}, @code{overlay}, @code{window},
1796 @code{buffer}, @code{frame}, @code{process}, or
1797 @code{window-configuration}.
1799 @example
1800 (type-of 1)
1801      @result{} integer
1802 (type-of 'nil)
1803      @result{} symbol
1804 (type-of '())    ; @r{@code{()} is @code{nil}.}
1805      @result{} symbol
1806 (type-of '(x))
1807      @result{} cons
1808 @end example
1809 @end defun
1811 @node Equality Predicates
1812 @section Equality Predicates
1813 @cindex equality
1815   Here we describe two functions that test for equality between any two
1816 objects.  Other functions test equality between objects of specific
1817 types, e.g., strings.  For these predicates, see the appropriate chapter
1818 describing the data type.
1820 @defun eq object1 object2
1821 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1822 the same object, @code{nil} otherwise.
1824 @code{eq} returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1825 integers with the same value.  Also, since symbol names are normally
1826 unique, if the arguments are symbols with the same name, they are
1827 @code{eq}.  For other types (e.g., lists, vectors, strings), two
1828 arguments with the same contents or elements are not necessarily
1829 @code{eq} to each other: they are @code{eq} only if they are the same
1830 object, meaning that a change in the contents of one will be reflected
1831 by the same change in the contents of the other.
1833 @example
1834 @group
1835 (eq 'foo 'foo)
1836      @result{} t
1837 @end group
1839 @group
1840 (eq 456 456)
1841      @result{} t
1842 @end group
1844 @group
1845 (eq "asdf" "asdf")
1846      @result{} nil
1847 @end group
1849 @group
1850 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1851      @result{} nil
1852 @end group
1854 @group
1855 (setq foo '(1 (2 (3))))
1856      @result{} (1 (2 (3)))
1857 (eq foo foo)
1858      @result{} t
1859 (eq foo '(1 (2 (3))))
1860      @result{} nil
1861 @end group
1863 @group
1864 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1865      @result{} nil
1866 @end group
1868 @group
1869 (eq (point-marker) (point-marker))
1870      @result{} nil
1871 @end group
1872 @end example
1874 The @code{make-symbol} function returns an uninterned symbol, distinct
1875 from the symbol that is used if you write the name in a Lisp expression.
1876 Distinct symbols with the same name are not @code{eq}.  @xref{Creating
1877 Symbols}.
1879 @example
1880 @group
1881 (eq (make-symbol "foo") 'foo)
1882      @result{} nil
1883 @end group
1884 @end example
1885 @end defun
1887 @defun equal object1 object2
1888 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} have
1889 equal components, @code{nil} otherwise.  Whereas @code{eq} tests if its
1890 arguments are the same object, @code{equal} looks inside nonidentical
1891 arguments to see if their elements or contents are the same.  So, if two
1892 objects are @code{eq}, they are @code{equal}, but the converse is not
1893 always true.
1895 @example
1896 @group
1897 (equal 'foo 'foo)
1898      @result{} t
1899 @end group
1901 @group
1902 (equal 456 456)
1903      @result{} t
1904 @end group
1906 @group
1907 (equal "asdf" "asdf")
1908      @result{} t
1909 @end group
1910 @group
1911 (eq "asdf" "asdf")
1912      @result{} nil
1913 @end group
1915 @group
1916 (equal '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1917      @result{} t
1918 @end group
1919 @group
1920 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1921      @result{} nil
1922 @end group
1924 @group
1925 (equal [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1926      @result{} t
1927 @end group
1928 @group
1929 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1930      @result{} nil
1931 @end group
1933 @group
1934 (equal (point-marker) (point-marker))
1935      @result{} t
1936 @end group
1938 @group
1939 (eq (point-marker) (point-marker))
1940      @result{} nil
1941 @end group
1942 @end example
1944 @cindex equality of strings
1945 Comparison of strings is case-sensitive, but does not take account of
1946 text properties---it compares only the characters in the strings.  For
1947 technical reasons, a unibyte string and a multibyte string are
1948 @code{equal} if and only if they contain the same sequence of
1949 character codes and all these codes are either in the range 0 through
1950 127 (@acronym{ASCII}) or 160 through 255 (@code{eight-bit-graphic}).
1951 (@pxref{Text Representations}).
1953 @example
1954 @group
1955 (equal "asdf" "ASDF")
1956      @result{} nil
1957 @end group
1958 @end example
1960 However, two distinct buffers are never considered @code{equal}, even if
1961 their textual contents are the same.
1962 @end defun
1964   The test for equality is implemented recursively; for example, given
1965 two cons cells @var{x} and @var{y}, @code{(equal @var{x} @var{y})}
1966 returns @code{t} if and only if both the expressions below return
1967 @code{t}:
1969 @example
1970 (equal (car @var{x}) (car @var{y}))
1971 (equal (cdr @var{x}) (cdr @var{y}))
1972 @end example
1974 Because of this recursive method, circular lists may therefore cause
1975 infinite recursion (leading to an error).
1977 @ignore
1978    arch-tag: 9711a66e-4749-4265-9e8c-972d55b67096
1979 @end ignore