(custom-group-value-create): Insert some
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blobfb1aace9bc6c8bc8f002a042fb02f65e003b67b1
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
5 @copying
6 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
8 Copyright @copyright{} 1993, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007,
9 2008, 2009  Free Software Foundation, Inc.
11 @quotation
12 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
13 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
14 any later version published by the Free Software Foundation; with no
15 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
16 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
17 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
20 modify this GNU manual.  Buying copies from the FSF supports it in
21 developing GNU and promoting software freedom.''
22 @end quotation
23 @end copying
25 @dircategory Emacs
26 @direntry
27 * CL: (cl).             Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
28 @end direntry
30 @finalout
32 @titlepage
33 @sp 6
34 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
35 @sp 4
36 @center For GNU Emacs Lisp
37 @sp 1
38 @center Version 2.02
39 @sp 5
40 @center Dave Gillespie
41 @center daveg@@synaptics.com
42 @page
43 @vskip 0pt plus 1filll
44 @insertcopying
45 @end titlepage
47 @contents
49 @node Top, Overview, (dir), (dir)
50 @chapter Introduction
52 @noindent
53 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
54 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
55 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
56 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
58 @ifnottex
59 @insertcopying
60 @end ifnottex
62 @menu
63 * Overview::             Installation, usage, etc.
64 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
65 * Predicates::           `typep' and `equalp'
66 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
67 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
68 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
69 * Symbols::              Property lists, `gensym'
70 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
71 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
72 * Lists::                `caddr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
73 * Structures::           `defstruct'
74 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
76 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
77 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
78 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
79 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
81 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
82 * Function Index::
83 * Variable Index::
84 @end menu
86 @node Overview, Program Structure, Top, Top
87 @ifnottex
88 @chapter Overview
89 @end ifnottex
91 @noindent
92 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
93 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
94 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
95 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
96 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
97 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
99 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
100 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
101 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
102 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
104 @strong{Please note:} the @dfn{CL} functions are not standard parts of
105 the Emacs Lisp name space, so it is legitimate for users to define
106 them with other, conflicting meanings.  To avoid conflicting with
107 those user activities, we have a policy that packages installed in
108 Emacs must not load @dfn{CL} at run time.  (It is ok for them to load
109 @dfn{CL} at compile time only, with @code{eval-when-compile}, and use
110 the macros it provides.)  If you are writing packages that you plan to
111 distribute and invite widespread use for, you might want to observe
112 the same rule.
114 Some Common Lisp features have been omitted from this package
115 for various reasons:
117 @itemize @bullet
118 @item
119 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
120 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
121 examples of this group.
123 @item
124 Other features cannot be implemented without modification to the
125 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
126 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
127 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
128 features.
130 @item
131 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
132 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
133 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
134 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
135 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
136 @end itemize
138 The package described here was written by Dave Gillespie,
139 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
140 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
141 Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
142 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
143 version to ensure that each function is defined efficiently,
144 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
145 environment.
147 @menu
148 * Usage::                How to use the CL package
149 * Organization::         The package's five component files
150 * Installation::         Compiling and installing CL
151 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
152 @end menu
154 @node Usage, Organization, Overview, Overview
155 @section Usage
157 @noindent
158 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
159 include at the beginning:
161 @example
162 (require 'cl)
163 @end example
165 @noindent
166 If you want to ensure that the new (Gillespie) version of @dfn{CL}
167 is the one that is present, add an additional @code{(require 'cl-19)}
168 call:
170 @example
171 (require 'cl)
172 (require 'cl-19)
173 @end example
175 @noindent
176 The second call will fail (with ``@file{cl-19.el} not found'') if
177 the old @file{cl.el} package was in use.
179 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
180 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
181 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
183 @node Organization, Installation, Usage, Overview
184 @section Organization
186 @noindent
187 The Common Lisp package is organized into four files:
189 @table @file
190 @item cl.el
191 This is the ``main'' file, which contains basic functions
192 and information about the package.  This file is relatively
193 compact---about 700 lines.
195 @item cl-extra.el
196 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
197 It is kept separate so that packages which only want to use Common
198 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
199 the overhead of loading the more advanced functions.
201 @item cl-seq.el
202 This file contains most of the advanced functions for operating
203 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
205 @item cl-macs.el
206 This file contains the features of the packages which are macros
207 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
208 not when it is run, so the macros generally only need to be
209 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
210 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
211 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
212 that they won't take up memory unless you are compiling.
213 @end table
215 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
216 commands for the functions and macros in the other three files.
217 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
218 will take care of pulling in the other files when they are
219 needed.
221 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
222 routines from the older @file{cl.el} package that are no longer
223 present in the new package.  This includes internal routines
224 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
225 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
226 multiple-values feature.  @xref{Old CL Compatibility}.
228 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
229 @section Installation
231 @noindent
232 Installation of the @dfn{CL} package is simple:  Just put the
233 byte-compiled files @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc},
234 @file{cl-seq.elc}, @file{cl-macs.elc}, and @file{cl-compat.elc}
235 into a directory on your @code{load-path}.
237 There are no special requirements to compile this package:
238 The files do not have to be loaded before they are compiled,
239 nor do they need to be compiled in any particular order.
241 You may choose to put the files into your main @file{lisp/}
242 directory, replacing the original @file{cl.el} file there.  Or,
243 you could put them into a directory that comes before @file{lisp/}
244 on your @code{load-path} so that the old @file{cl.el} is
245 effectively hidden.
247 Also, format the @file{cl.texinfo} file and put the resulting
248 Info files in the @file{info/} directory or another suitable place.
250 You may instead wish to leave this package's components all in
251 their own directory, and then add this directory to your
252 @code{load-path} and @code{Info-directory-list}.
253 Add the directory to the front of the list so the old @dfn{CL}
254 package and its documentation are hidden.
256 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
257 @section Naming Conventions
259 @noindent
260 Except where noted, all functions defined by this package have the
261 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
263 Following is a complete list of functions whose names were changed
264 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
265 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
266 the Emacs name:
268 @example
269 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
270 member*       assoc*        rassoc*       get*
271 remove*       delete*       mapcar*       sort*
272 floor*        ceiling*      truncate*     round*
273 mod*          rem*          random*
274 @end example
276 Internal function and variable names in the package are prefixed
277 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
278 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
280 @example
281 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
282 callf         callf2        letf          letf*
283 defsubst*
284 @end example
286 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
287 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
289 @example
290 floatp-safe   endp
291 evenp         oddp          plusp         minusp
292 caaar .. cddddr
293 list*         ldiff         rest          first .. tenth
294 copy-list     subst         mapcar* [2]
295 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
296 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
297 proclaim      declaim
298 @end example
300 @noindent
301 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
303 @noindent
304 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
305 and @code{:key} is not used.
307 @noindent
308 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
310 @iftex
311 @chapno=4
312 @end iftex
314 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
315 @chapter Program Structure
317 @noindent
318 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
319 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
320 and the @code{eval-when} construct.
322 @menu
323 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
324 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
325 @end menu
327 @iftex
328 @secno=1
329 @end iftex
331 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
332 @section Argument Lists
334 @noindent
335 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
336 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
337 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
338 values for optional arguments, and it provides the additional markers
339 @code{&key} and @code{&aux}.
341 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
342 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
343 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
344 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
346 @defspec defun* name arglist body...
347 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
348 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
349 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
350 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
351 @end defspec
353 @defspec defsubst* name arglist body...
354 This is just like @code{defun*}, except that the function that
355 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
356 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
357 This is analogous to the @code{defsubst} form;
358 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
359 works in all version of Emacs, and also generates somewhat more
360 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
361 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
362 etc., to be done at compile-time whenever possible.
363 @end defspec
365 @defspec defmacro* name arglist body...
366 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
367 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
368 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
369 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
370 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
371 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
372 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
373 @var{name}.
374 @end defspec
376 @defspec function* symbol-or-lambda
377 This is identical to the regular @code{function} form,
378 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
379 form may use a full Common Lisp argument list.
380 @end defspec
382 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
383 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
384 full Common Lisp argument lists.
386 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
387 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
388 These features are always present; @code{defun*}'s only
389 difference from @code{defun} is its more flexible argument
390 lists and its implicit block.
392 The full form of a Common Lisp argument list is
394 @example
395 (@var{var}...
396  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
397  &rest @var{var}
398  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
399  &aux (@var{var} @var{initform})...)
400 @end example
402 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
403 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
404 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
406 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
407 These arguments must always be specified in a call to the function;
408 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
409 required arguments are concerned.
411 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
412 arguments may be specified in the function call; if they are not,
413 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
414 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
415 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
416 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
417 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
418 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
419 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
420 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
421 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
422 function to tell whether it was called with no argument, or with
423 the default value passed explicitly as an argument.
425 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
426 more arguments were passed to the function than are accounted for
427 by the required and optional arguments, those extra arguments are
428 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
429 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
430 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
431 macro contexts; this package accepts it all the time.
433 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
434 are optional arguments which are specified by name rather than
435 positionally in the argument list.  For example,
437 @example
438 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
439 @end example
441 @noindent
442 defines a function which may be called with one, two, or more
443 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
444 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
445 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
446 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
447 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
448 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
449 @code{t}.)
451 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
452 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
453 appears more than once in the function call, the first occurrence
454 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
455 to specify keyword arguments without specifying the optional
456 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
457 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
458 @code{2} is not a valid keyword.
460 If a @var{keyword} symbol is explicitly specified in the argument
461 list as shown in the above diagram, then that keyword will be
462 used instead of just the variable name prefixed with a colon.
463 You can specify a @var{keyword} symbol which does not begin with
464 a colon at all, but such symbols will not be self-quoting; you
465 will have to quote them explicitly with an apostrophe in the
466 function call.
468 Ordinarily it is an error to pass an unrecognized keyword to
469 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
470 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
471 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
472 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
473 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
474 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
475 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
476 in the call.  For example:
478 @smallexample
479 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
480   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
481       (if need (error "Thing not found"))))
482 @end smallexample
484 @noindent
485 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
486 accepts other keyword arguments which are passed on to the
487 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
488 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
489 about each others' keywords in the arguments.
491 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
492 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
493 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
494 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
495 difference between the following two functions, except for a
496 matter of stylistic taste:
498 @example
499 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
500   @var{body})
502 (defun* foo (a b)
503   (let ((c (+ a b)) d)
504     @var{body}))
505 @end example
507 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
508 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
509 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
510 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
511 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
512 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
513 be a list whose elements match this recursive argument list.
514 For example:
516 @example
517 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
518                    &rest body)
519   ...)
520 @end example
522 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
523 of two or three items; if there are other arguments as well as this
524 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
525 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
526 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
527 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
528 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
529 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
530 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
531 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
532 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
533 support this usage.)
535 One last feature of destructuring is that the argument list may be
536 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
537 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
539 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
540 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
541 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
542 argument lists are rigorously checked.
544 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
545 @section Time of Evaluation
547 @noindent
548 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
549 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
550 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
551 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
552 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
553 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
554 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
555 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
556 macros that are defined.
558 @defspec eval-when (situations...) forms...
559 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
560 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
561 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
562 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
563 and @code{:execute}).
565 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
566 whether or not it is being compiled as a top-level form.
567 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
568 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
569 or buffers of code, and it appears either literally at the
570 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
572 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
573 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
574 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
575 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
577 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
578 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
579 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
580 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
581 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
582 (ignoring the body @var{forms}) if not.
584 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
585 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
586 some gruesome examples).
588 Some simple examples:
590 @example
591 ;; Top-level forms in foo.el:
592 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
593 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
594 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
595 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
596 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
597 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
598 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
599 @end example
601 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
602 the compilation itself:
604 @example
605 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
606 @end example
608 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
610 @example
611 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
612 @end example
614 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
615 be set:
617 @example
618 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
619 @end example
621 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
622 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
623 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
625 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
626 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
627 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
628 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
629 (compile load eval) @dots{})}.
630 @end defspec
632 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
633 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
634 any @code{eval-when} construct and is described below.
636 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
637 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
638 so is not itself defined by this package.
640 @defspec eval-when-compile forms...
641 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
642 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
643 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
644 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
645 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
646 or other reasons.
648 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
649 @end defspec
651 @defspec load-time-value form
652 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
653 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
655 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
656 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
657 and gave it more well-defined semantics.
659 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
660 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
661 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
662 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
663 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
664 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
665 act exactly like @code{progn}.
667 @example
668 (defun report ()
669   (insert "This function was executed on: "
670           (current-time-string)
671           ", compiled on: "
672           (eval-when-compile (current-time-string))
673           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
674           ", and loaded on: "
675           (load-time-value (current-time-string))))
676 @end example
678 @noindent
679 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
680 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
682 @example
683 (setq --temp-- (current-time-string))
684 (defun report ()
685   (insert "This function was executed on: "
686           (current-time-string)
687           ", compiled on: "
688           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
689           ", and loaded on: "
690           --temp--))
691 @end example
692 @end defspec
694 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
695 @chapter Predicates
697 @noindent
698 This section describes functions for testing whether various
699 facts are true or false.
701 @menu
702 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
703 * Equality Predicates::  `equalp'
704 @end menu
706 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
707 @section Type Predicates
709 @noindent
710 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
711 predicate.
713 @defun typep object type
714 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
715 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
716 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
717 @end defun
719 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
720 or a list beginning with a symbol.
722 @itemize @bullet
723 @item
724 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
725 symbol name to form the name of a predicate function for testing
726 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
727 than @samp{-p} are used when appropriate.)
729 @item
730 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
731 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
732 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
733 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
735 @item
736 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
737 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
738 @code{(null @var{object})}.
740 @item
741 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
742 cells. Thus @code{(typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
743 @code{(atom @var{object})}.
745 @item
746 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
747 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
749 @item
750 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
751 integers in the range from 0 to 255.
753 @item
754 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
755 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
756 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
758 @item
759 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
760 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
761 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
762 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
763 is thus equivalent to @code{integer}.
765 @item
766 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
767 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
768 range.
770 @item
771 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
772 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
773 represents all objects that are integers or non-negative floats.
775 @item
776 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
777 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
778 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
779 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
781 @item
782 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
783 all objects for which @var{predicate} returns true when called
784 with that object as an argument.
785 @end itemize
787 The following function and macro (not technically predicates) are
788 related to @code{typep}.
790 @defun coerce object type
791 This function attempts to convert @var{object} to the specified
792 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
793 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
794 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
795 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
796 converted to that type if possible.  If @var{type} is
797 @code{character}, then strings of length one and symbols with
798 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
799 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
800 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
801 error.
802 @end defun
804 @defspec deftype name arglist forms...
805 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
806 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
807 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
808 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
809 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
810 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
811 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
812 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
813 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
814 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
815 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
816 default.  Some examples:
818 @example
819 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
820 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
821 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
822   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
823 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
824 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
825 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
826 @end example
828 @noindent
829 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
830 type specifier could be implemented if desired; this package does
831 not implement @code{unsigned-byte} by default.
832 @end defspec
834 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
835 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
836 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
837 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
839 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
840 @section Equality Predicates
842 @noindent
843 This package defines the Common Lisp predicate @code{equalp}.
845 @defun equalp a b
846 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
847 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
848 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
849 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
850 objects are compared as if by @code{equal}.
852 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
853 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
854 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
855 in this package since Emacs does not distinguish between integers
856 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
857 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
858 not compare strings against vectors of integers.
859 @end defun
861 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
862 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
863 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
864 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
865 which use @code{eql} for comparisons.
867 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
868 @chapter Control Structure
870 @noindent
871 The features described in the following sections implement
872 various advanced control structures, including the powerful
873 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
874 constructs.
876 @menu
877 * Assignment::             The `psetq' form
878 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
879 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
880 * Conditionals::           `case', `typecase'
881 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
882 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
883 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
884 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
885 @end menu
887 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
888 @section Assignment
890 @noindent
891 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
892 assignments are done in parallel rather than sequentially.
894 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
895 This special form (actually a macro) is used to assign to several
896 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
897 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
898 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
899 and then stores the corresponding variables afterwards.
901 @example
902 (setq x 2 y 3)
903 (setq x (+ x y)  y (* x y))
905      @result{} 5
906 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
907      @result{} 15
908 (setq x 2 y 3)
909 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
911      @result{} 5
912 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
913      @result{} 6
914 @end example
916 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
917 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
918 provides an even more convenient way to swap two variables;
919 @pxref{Modify Macros}.)
921 @code{psetq} always returns @code{nil}.
922 @end defspec
924 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
925 @section Generalized Variables
927 @noindent
928 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
929 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
930 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
931 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
932 places where Lisp values are stored.
934 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
935 arbitrary place forms on the left side rather than just
936 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
937 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
938 but without having to remember two separate functions for setting
939 and accessing every type of place.
941 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
942 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
943 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
944 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
945 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
947 @menu
948 * Basic Setf::         `setf' and place forms
949 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
950 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
951 @end menu
953 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
954 @subsection Basic Setf
956 @noindent
957 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
958 variables.
960 @defspec setf [place form]@dots{}
961 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
962 must be a valid generalized variable form.  If there are several
963 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
964 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
965 @var{form}.
967 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
968 so may appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
970 @itemize @bullet
971 @item
972 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
973 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
974 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
975 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
976 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
977 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
978 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
980 @item
981 A call to any of the following Lisp functions:
983 @smallexample
984 car                 cdr                 caar .. cddddr
985 nth                 rest                first .. tenth
986 aref                elt                 nthcdr
987 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
988 get                 get*                getf
989 gethash             subseq
990 @end smallexample
992 @noindent
993 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
994 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
995 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
996 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
997 place can be used to insert or delete at any position in a list.
998 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
999 to standard Common Lisp.
1001 @item
1002 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
1004 @smallexample
1005 buffer-file-name                  marker-position
1006 buffer-modified-p                 match-data
1007 buffer-name                       mouse-position
1008 buffer-string                     overlay-end
1009 buffer-substring                  overlay-get
1010 current-buffer                    overlay-start
1011 current-case-table                point
1012 current-column                    point-marker
1013 current-global-map                point-max
1014 current-input-mode                point-min
1015 current-local-map                 process-buffer
1016 current-window-configuration      process-filter
1017 default-file-modes                process-sentinel
1018 default-value                     read-mouse-position
1019 documentation-property            screen-height
1020 extent-data                       screen-menubar
1021 extent-end-position               screen-width
1022 extent-start-position             selected-window
1023 face-background                   selected-screen
1024 face-background-pixmap            selected-frame
1025 face-font                         standard-case-table
1026 face-foreground                   syntax-table
1027 face-underline-p                  window-buffer
1028 file-modes                        window-dedicated-p
1029 frame-height                      window-display-table
1030 frame-parameters                  window-height
1031 frame-visible-p                   window-hscroll
1032 frame-width                       window-point
1033 get-register                      window-start
1034 getenv                            window-width
1035 global-key-binding                x-get-cut-buffer
1036 keymap-parent                     x-get-cutbuffer
1037 local-key-binding                 x-get-secondary-selection
1038 mark                              x-get-selection
1039 mark-marker
1040 @end smallexample
1042 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1043 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1044 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1045 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1046 x (point-max))} in this case).
1048 @item
1049 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1050 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
1051 current value is a string, and where the value stored is also a
1052 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1053 destination string.  For example:
1055 @example
1056 (setq a (list "hello" "world"))
1057      @result{} ("hello" "world")
1058 (cadr a)
1059      @result{} "world"
1060 (substring (cadr a) 2 4)
1061      @result{} "rl"
1062 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1063      @result{} "o"
1064 (cadr a)
1065      @result{} "wood"
1067      @result{} ("hello" "wood")
1068 @end example
1070 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1071 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1073 @item
1074 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1075 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1076 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1077 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1078 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1079 only interesting when used with places you define yourself with
1080 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1082 @item
1083 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1084 is applied to the resulting form.
1086 @item
1087 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1088 has been made.
1089 @end itemize
1091 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1092 @code{setf} will signal an error.
1094 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1095 the proper left-to-right order; for example,
1097 @example
1098 (setf (aref vec (incf i)) i)
1099 @end example
1101 @noindent
1102 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1103 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1104 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1105 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1106 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1107 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1108 order.)
1110 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1111 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1112 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1114 @example
1115 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1116 @end example
1118 @noindent
1119 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1120 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1121 to @code{wrong-order}.
1122 @end defspec
1124 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1125 @subsection Modify Macros
1127 @noindent
1128 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1129 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1130 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1132 @defspec psetf [place form]@dots{}
1133 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1134 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1135 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1136 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1137 all the assignments are done (in an undefined order).
1138 @end defspec
1140 @defspec incf place &optional x
1141 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1142 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1143 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1144 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1146 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1147 evaluation.  For example,
1149 @example
1150 (incf (aref vec (incf i)))
1151 @end example
1153 @noindent
1154 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1155 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1156 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1157 ``obvious'' expansion,
1159 @example
1160 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1161 @end example
1163 @noindent
1164 but rather to something more like
1166 @example
1167 (let ((temp (incf i)))
1168   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1169 @end example
1171 @noindent
1172 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1173 the other generalized-variable macros.
1175 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1176 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1177 @code{(forward-char @var{n})}.
1178 @end defspec
1180 @defspec decf place &optional x
1181 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1182 by @var{x} if specified.
1183 @end defspec
1185 @defspec pop place
1186 This macro removes and returns the first element of the list stored
1187 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1188 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1189 to evaluate all subforms only once.
1190 @end defspec
1192 @defspec push x place
1193 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1194 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1195 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1196 @end defspec
1198 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1199 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1200 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1201 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1202 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1203 @xref{Lists as Sets}.
1204 @end defspec
1206 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1207 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1208 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1209 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1210 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1211 @var{d})} is equivalent to
1213 @example
1214 (prog1
1215     @var{a}
1216   (psetf @var{a} @var{b}
1217          @var{b} @var{c}
1218          @var{c} @var{d}))
1219 @end example
1221 @noindent
1222 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1223 evaluated only once each and in the apparent order.
1224 @end defspec
1226 @defspec rotatef place@dots{}
1227 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1228 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1230 @example
1231 (psetf @var{a} @var{b}
1232        @var{b} @var{c}
1233        @var{c} @var{d}
1234        @var{d} @var{a})
1235 @end example
1237 @noindent
1238 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1239 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1240 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1241 @end defspec
1243 The following macros were invented for this package; they have no
1244 analogues in Common Lisp.
1246 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1247 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1248 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1249 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1250 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1251 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1252 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1253 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1254 error.
1256 For example,
1258 @example
1259 (letf (((point) (point-min))
1260        (a 17))
1261   ...)
1262 @end example
1264 @noindent
1265 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1266 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1267 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1268 is set back to its original value and point is moved back to its
1269 original position.
1271 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1272 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1273 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1274 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1275 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1276 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1277 marker as the stored value.)
1279 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1280 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1281 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1283 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1284 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1285 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1286 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1287 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1288 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1289 @var{place})} example does not actually occur.)
1291 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1292 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1293 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1294 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1295 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1296 @end defspec
1298 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1299 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1300 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1301 @end defspec
1303 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1304 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1305 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1306 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1307 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1308 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1309 Some more examples:
1311 @example
1312 (callf abs my-number)
1313 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1314 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1315 @end example
1317 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1318 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1319 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1320 @end defspec
1322 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1323 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1324 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1325 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1326 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1327 @end defspec
1329 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1330 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1331 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1332 macros are used in the processing of symbol macros;
1333 @pxref{Macro Bindings}.
1335 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1336 @subsection Customizing Setf
1338 @noindent
1339 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1340 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1341 user to extend generalized variables in various ways.
1343 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1344 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1345 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1346 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1347 described by @var{arglist}.  The call
1349 @example
1350 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1351 @end example
1353 @noindent
1354 will be expanded to
1356 @example
1357 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1358 @end example
1360 @noindent
1361 which in turn is roughly equivalent to
1363 @example
1364 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1365 @end example
1367 For example:
1369 @example
1370 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1371 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1372 @end example
1374 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1375 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1377 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1378 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1379 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1380 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1381 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1382 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1383 building blocks.
1384 @end defspec
1386 @defspec defsetf access-fn update-fn
1387 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1388 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1389 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1390 function.  From now on,
1392 @example
1393 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1394 @end example
1396 @noindent
1397 will be expanded to
1399 @example
1400 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1401 @end example
1403 @noindent
1404 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1405 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1406 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1407 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1408 @code{setf} is supposed to behave.
1410 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1411 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1412 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1413 something more like
1415 @example
1416 (let ((temp @var{value}))
1417   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1418   temp)
1419 @end example
1421 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1422 suite of setf methods, are:
1424 @example
1425 (defsetf car setcar)
1426 (defsetf symbol-value set)
1427 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1428 @end example
1429 @end defspec
1431 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1432 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1433 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1434 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1435 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1436 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1437 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1438 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1439 function).
1441 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1443 @example
1444 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1445   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1446 @end example
1448 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1449 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1450 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1451 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1452 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1454 Another example drawn from the standard package:
1456 @example
1457 (defsetf nth (n x) (store)
1458   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1459 @end example
1460 @end defspec
1462 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1463 This is the most general way to create new place forms.  When
1464 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1465 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1466 must return a list of five items:
1468 @enumerate
1469 @item
1470 A list of @dfn{temporary variables}.
1472 @item
1473 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1474 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1475 as the first step of any operation on the generalized variable.
1477 @item
1478 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1479 from a call to @code{gensym}).
1481 @item
1482 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1483 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1484 bound as described above.
1486 @item
1487 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1488 assuming the temporaries have been bound.
1489 @end enumerate
1491 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1492 except that the method returns a list of five values rather
1493 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1494 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1496 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1498 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1499 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1500 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1501 arguments in the place form, and the first return value is a
1502 list of a corresponding number of temporary variables generated
1503 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1504 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1505 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1506 setf-method itself to optimize.
1507 @end defspec
1509 @defun get-setf-method place &optional env
1510 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1511 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1512 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1513 values as described above.  You can use this function to build
1514 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1515 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1516 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1517 which also do a number of optimizations; consult the source
1518 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1520 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1521 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1522 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1523 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1524 that called @code{get-setf-method}.
1526 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1527 and @code{substring}, each of which works by calling
1528 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1529 the result in various ways.
1530 @end defun
1532 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1533 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1534 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1535 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1536 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1537 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1538 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1539 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1540 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1541 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1542 defined later.
1544 @iftex
1545 @secno=4
1546 @end iftex
1548 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1549 @section Variable Bindings
1551 @noindent
1552 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1553 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1555 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1556 are also related to variable bindings.
1558 @menu
1559 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1560 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1561 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1562 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1563 @end menu
1565 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1566 @subsection Dynamic Bindings
1568 @noindent
1569 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1570 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1571 bind variables whose names are computed at run-time.
1573 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1574 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1575 set of variables computed at run-time.  The expressions
1576 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1577 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1578 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1579 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1580 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1581 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1582 are ignored.
1583 @end defspec
1585 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1586 @subsection Lexical Bindings
1588 @noindent
1589 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1590 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1592 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1593 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1594 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1595 local variables in a language like C:  Only the code physically
1596 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1597 may refer to the bound variables.
1599 @example
1600 (setq a 5)
1601 (defun foo (b) (+ a b))
1602 (let ((a 2)) (foo a))
1603      @result{} 4
1604 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1605      @result{} 7
1606 @end example
1608 @noindent
1609 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1610 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1611 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1612 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1613 body, without any effect on the global variable of the same name.
1615 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1616 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1617 variable.  For example:
1619 @example
1620 (defun make-adder (n)
1621   (lexical-let ((n n))
1622     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1623 (setq add17 (make-adder 17))
1624 (funcall add17 4)
1625      @result{} 21
1626 @end example
1628 @noindent
1629 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1630 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1631 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1632 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1633 call to @code{make-adder} itself.
1635 @example
1636 (defun make-counter ()
1637   (lexical-let ((n 0))
1638     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1639 (setq count-1 (make-counter))
1640 (funcall count-1 3)
1641      @result{} 3
1642 (funcall count-1 14)
1643      @result{} 17
1644 (setq count-2 (make-counter))
1645 (funcall count-2 5)
1646      @result{} 5
1647 (funcall count-1 2)
1648      @result{} 19
1649 (funcall count-2)
1650      @result{} 6
1651 @end example
1653 @noindent
1654 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1655 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1656 function object that is returned.
1658 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1659 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1660 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1661 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1662 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1663 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1664 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1665 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1666 @code{lexical-let} returns.
1668 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1669 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1670 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1671 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1672 closures:
1674 @example
1675 (defun add-to-list (x list)
1676   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1677 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1678      @result{} (8 9 12)
1679 @end example
1681 @noindent
1682 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1683 it is not necessary to make a true closure out of it.
1685 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1686 to create a named closure.  If several closures are created in the
1687 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1688 instance of the lexical variable.
1690 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1691 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1692 @end defspec
1694 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1695 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1696 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1697 @end defspec
1699 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1700 @subsection Function Bindings
1702 @noindent
1703 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1704 of variables.
1706 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1707 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1708 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1709 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1710 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1711 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1712 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1713 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1715 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1716 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1717 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1718 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1720 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1721 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1722 primitives, although note that some calls to primitive functions
1723 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1724 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1725 example,
1727 @example
1728 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1729   (do-something))
1730 @end example
1732 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1733 with a function that simply saves the messages in a list rather
1734 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1735 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1736 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1737 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1738 direct C-language calls to the message routines rather than going
1739 through the Lisp @code{message} function.
1741 @c Bug#411.
1742 Also note that many primitives (e.g. @code{+}) have special byte-compile
1743 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
1744 fail if byte-compiled.  In such cases, use @code{labels} instead.
1746 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1747 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1748 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1749 @xref{Program Structure}.
1750 @end defspec
1752 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1753 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1754 makes lexical bindings of the function names rather than
1755 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1756 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1757 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1758 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1759 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1760 compatible with Common Lisp.)
1762 Lexical scoping means that all references to the named
1763 functions must appear physically within the body of the
1764 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1765 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1766 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1767 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1768 functions.
1770 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1771 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1772 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1773 @end defspec
1775 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1776 @subsection Macro Bindings
1778 @noindent
1779 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1781 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1782 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1783 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1784 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1785 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1786 use within the body of the @code{macrolet}.
1788 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1789 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1790 affect only calls that appear physically within the body
1791 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1792 body.
1793 @end defspec
1795 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1796 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1797 like variable references rather than function calls.  Each
1798 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1799 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1800 replaced by @var{expansion}.
1802 @example
1803 (setq bar '(5 . 9))
1804 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1805   (incf foo))
1807      @result{} (6 . 9)
1808 @end example
1810 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1811 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1812 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1814 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1815 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1816 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1817 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1818 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1819 macro.
1821 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1822 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1823 expansion of another macro:
1825 @example
1826 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1827   (let ((var (gensym)))
1828     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1829           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1830                  body))))
1832 (setq mylist '(1 2 3 4))
1833 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1834 mylist
1835      @result{} (2 3 4 5)
1836 @end example
1838 @noindent
1839 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1840 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1841 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1842 shown here expands to
1844 @example
1845 (loop for G1234 on mylist do
1846       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1847         (incf x)))
1848 @end example
1850 @noindent
1851 which in turn expands to
1853 @example
1854 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1855 @end example
1857 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1858 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1859 works much like @code{my-dolist}.
1860 @end defspec
1862 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1863 @section Conditionals
1865 @noindent
1866 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1867 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1869 @defspec case keyform clause@dots{}
1870 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1871 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1872 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1873 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1874 of the form
1876 @example
1877 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1878 @end example
1880 @noindent
1881 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1882 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1883 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1884 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1885 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1886 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1887 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1888 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1889 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1890 enclose the symbol in a list.)
1892 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1893 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1894 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1896 @example
1897 (case (read-char)
1898   (?a (do-a-thing))
1899   (?b (do-b-thing))
1900   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1901   (t (do-other-thing)))
1902 @end example
1903 @end defspec
1905 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1906 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1907 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1908 simply returning @code{nil}.
1909 @end defspec
1911 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1912 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1913 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1914 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1915 for a description of type specifiers.  For example,
1917 @example
1918 (typecase x
1919   (integer (munch-integer x))
1920   (float (munch-float x))
1921   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1922   (t (munch-anything x)))
1923 @end example
1925 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1926 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1927 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1928 @end defspec
1930 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1931 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1932 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1933 simply returning @code{nil}.
1934 @end defspec
1936 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1937 @section Blocks and Exits
1939 @noindent
1940 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1941 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1942 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1943 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1944 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1945 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1947 @defspec block name forms@dots{}
1948 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1949 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1950 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1951 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1952 a @code{return-from} occurs.
1954 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1955 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1956 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1957 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1958 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1959 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1960 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1961 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1962 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1963 They may not appear within other called functions, although they may
1964 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1965 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1967 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1968 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1969 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1970 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
1971 forms which do create the implicit block.
1973 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1974 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
1975 just as in Common Lisp.
1977 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1978 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1979 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1980 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1981 if the block does
1982 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
1983 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
1984 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
1985 support it.
1986 @end defspec
1988 @defspec return-from name [result]
1989 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1990 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1991 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1992 Otherwise, @code{nil} is returned.
1993 @end defspec
1995 @defspec return [result]
1996 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
1997 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
1998 themselves in @code{nil} blocks.
1999 @end defspec
2001 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
2002 @section Iteration
2004 @noindent
2005 The macros described here provide more sophisticated, high-level
2006 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
2007 loop.
2009 @defspec loop forms@dots{}
2010 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
2011 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
2012 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
2013 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
2014 The simple form of @code{loop} is described here.
2016 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2017 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2018 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2019 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2021 @example
2022 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2023 @end example
2025 @noindent
2026 is exactly equivalent to
2028 @example
2029 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2030 @end example
2032 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2033 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2034 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2035 in the above notation would simply access and throw away the
2036 value of a variable.)
2037 @end defspec
2039 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2040 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2041 of the form
2043 @example
2044 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2045 @end example
2047 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2048 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2049 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2050 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2051 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2052 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2053 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2054 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2055 values) to produce the result returned by @code{do}.
2057 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2058 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2059 loop at any time.
2061 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2062 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2063 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2064 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2065 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2066 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2067 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2068 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2069 @code{let}.
2071 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2072 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2073 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2074 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2075 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2076 the rest of the loop.
2078 @example
2079 (do ((x foo (cdr x))
2080      (y bar (cdr y))
2081      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2082   ((or (null x) (null y))
2083    (nreverse z)))
2084 @end example
2085 @end defspec
2087 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2088 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2089 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2090 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2091 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2093 Here is another way to write the above loop:
2095 @example
2096 (do* ((xp foo (cdr xp))
2097       (yp bar (cdr yp))
2098       (x (car xp) (car xp))
2099       (y (car yp) (car yp))
2100       z)
2101   ((or (null xp) (null yp))
2102    (nreverse z))
2103   (push (f x y) z))
2104 @end example
2105 @end defspec
2107 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2108 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2109 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2110 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2111 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2112 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2113 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2114 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2115 @end defspec
2117 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2118 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2119 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2120 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2121 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2122 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2123 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2124 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2125 @end defspec
2127 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2128 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2129 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2130 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2131 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2132 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2133 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2134 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2135 @end defspec
2137 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2138 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2139 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2140 @end defspec
2142 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2143 iterating over vectors or lists.
2145 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2146 @section Loop Facility
2148 @noindent
2149 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2150 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2151 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2152 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2154 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2155 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2156 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2158 @menu
2159 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2160 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2161 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2162 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2163 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2164 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2165 @end menu
2167 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2168 @subsection Loop Basics
2170 @noindent
2171 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2172 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2173 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2174 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2176 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2177 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2178 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2180 @defspec loop clauses@dots{}
2181 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2182 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2183 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2184 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2185 specify initializations, such as the binding of temporary
2186 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2187 and final cleanup.
2189 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2190 loop:
2192 @example
2193 (loop @var{name-clause}
2194       @var{var-clauses}@dots{}
2195       @var{action-clauses}@dots{})
2196 @end example
2198 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2199 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2200 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2201 variables should be bound during the loop, and how they should
2202 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2203 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2204 as computing, collecting, and returning values.
2206 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2207 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2208 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2209 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2210 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2212 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2213 them to return a value by using an accumulation clause like
2214 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2215 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2216 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2217 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2218 break out of the loop.)
2219 @end defspec
2221 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2222 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2223 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2224 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2226 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2227 @subsection Loop Examples
2229 @noindent
2230 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2231 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2232 language.
2234 @example
2235 (loop for buf in (buffer-list)
2236       collect (buffer-file-name buf))
2237 @end example
2239 @noindent
2240 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2241 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2242 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2243 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2244 The result is a list of the file names of all the buffers in
2245 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2246 are reserved words in the @code{loop} language.
2248 @example
2249 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2250 @end example
2252 @noindent
2253 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2254 current buffer.
2256 @example
2257 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2258 @end example
2260 @noindent
2261 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2262 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2263 the loop exits immediately.
2265 @example
2266 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2267 @end example
2269 @noindent
2270 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2271 is always called at least once.
2273 @example
2274 (loop for x from 1 to 100
2275       for y = (* x x)
2276       until (>= y 729)
2277       finally return (list x (= y 729)))
2278 @end example
2280 @noindent
2281 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2282 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2283 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2284 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2285 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2286 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2287 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2288 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2289 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2290 (This particular example was written less concisely than it
2291 could have been, just for the sake of illustration.)
2293 Note that even though this loop contains three clauses (two
2294 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2295 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2296 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2297 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2299 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2300 @subsection For Clauses
2302 @noindent
2303 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2304 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2305 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2306 and usually an end condition based on those variables.
2308 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2309 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2310 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2311 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2312 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2313 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2314 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2315 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2316 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2317 is purely a matter of style.
2319 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2321 @example
2322 (setq i 'happy)
2323 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2325      @result{} happy
2326 @end example
2328 @table @code
2329 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2330 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2331 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2332 term so that the clause is marked as a counting clause.
2334 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2335 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2336 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2337 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2338 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2339 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2340 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2341 counts in steps of one.
2343 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2344 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2345 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2346 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2347 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2348 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2349 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2350 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2352 @example
2353 (loop for x to 10 collect x)
2354      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2355 (loop for x below 10 collect x)
2356      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2357 @end example
2359 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2360 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2361 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2362 itself.
2364 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2365 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2366 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2367 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2368 function taking one argument.  For example:
2370 @example
2371 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2372      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2373 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2374      @result{} (1 9 25)
2375 @end example
2377 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2378 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2380 @example
2381 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2382      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2383 @end example
2385 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2386 must be a list.  For example:
2388 @example
2389 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2390 @end example
2392 @noindent
2393 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2394 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2395 @var{x} was the last animal in the sequence.
2397 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2398 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2399 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2400 rather than just a temporary variable.  For example,
2402 @example
2403 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2404 @end example
2406 @noindent
2407 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2408 is an extension to standard Common Lisp.
2410 @item for @var{var} across @var{array}
2411 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2412 which may be a vector or a string.
2414 @example
2415 (loop for x across "aeiou"
2416       do (use-vowel (char-to-string x)))
2417 @end example
2419 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2420 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2421 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2423 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2424 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2425 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2426 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2427 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2428 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2429 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2431 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2432 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2433 term of the older macros is not supported.
2435 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2436 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2437 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2439 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2440 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2441 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2442 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2443 an unspecified order.
2445 As an example,
2447 @example
2448 (loop for sym being the symbols
2449       when (fboundp sym)
2450       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2451       collect sym)
2452 @end example
2454 @noindent
2455 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2457 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2458 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2460 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2461 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2462 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2463 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2464 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2465 or @code{while}.
2467 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2468 This clause iterates over the entries in @var{hash-table}.  For each
2469 hash table entry, @var{var} is bound to the entry's key.  If you write
2470 @samp{the hash-values} instead, @var{var} is bound to the values
2471 of the entries.  The clause may be followed by the additional
2472 term @samp{using (hash-values @var{var2})} (where @code{hash-values}
2473 is the opposite word of the word following @code{the}) to cause
2474 @var{var} and @var{var2} to be bound to the two parts of each
2475 hash table entry.
2477 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2478 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2479 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2480 (parent) keymaps.
2481 You can use @samp{the key-bindings} to access the commands bound to
2482 the keys rather than the key codes, and you can add a @code{using}
2483 clause to access both the codes and the bindings together.
2485 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2486 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2487 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2488 vectors.  The strings or vectors
2489 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2490 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2491 clause to get the command bindings as well.
2493 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2494 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2495 (the clause @code{extents} is synonymous
2496 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2497 buffer is used.
2498 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2499 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2500 overlap the specified region.
2502 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2503 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2504 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2505 of start and end positions, where one start position is always equal
2506 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2507 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2508 term restricts the search to just the specified property.  The
2509 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2511 @item for @var{var} being the frames
2512 This clause iterates over all frames, i.e., X window system windows
2513 open on Emacs files.  The
2514 clause @code{screens} is a synonym for @code{frames}.  The frames
2515 are visited in @code{next-frame} order starting from
2516 @code{selected-frame}.
2518 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2519 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2520 the current frame, or of the specified @var{frame}.
2522 @item for @var{var} being the buffers
2523 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2524 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2526 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2527 This clause does a general iteration.  The first time through
2528 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2529 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2530 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2531 these two loops are effectively the same:
2533 @example
2534 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2535 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2536 @end example
2538 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2539 of terminating condition; the above example combines it with a
2540 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2542 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2543 the initial setting and for successive settings:
2545 @example
2546 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2547 @end example
2549 @noindent
2550 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2551 function until it gets a positive one, which it then returns.
2552 @end table
2554 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2555 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2556 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2557 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2558 and @code{psetq}).
2560 @example
2561 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2562      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2563 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2564      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2565 @end example
2567 @noindent
2568 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2569 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2570 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2571 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2572 through the loop.
2574 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2575 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2576 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2577 of variables instead of a single variable.  The values produced
2578 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2579 stored in the corresponding variables.
2581 @example
2582 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2583      @result{} (5 9 13)
2584 @end example
2586 In loop destructuring, if there are more values than variables
2587 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2588 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2589 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2590 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2591 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed.
2593 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2594 @subsection Iteration Clauses
2596 @noindent
2597 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2598 that control the way the loop operates.  They might be used by
2599 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2601 @table @code
2602 @item repeat @var{integer}
2603 This clause simply counts up to the specified number using an
2604 internal temporary variable.  The loops
2606 @example
2607 (loop repeat (1+ n) do ...)
2608 (loop for temp to n do ...)
2609 @end example
2611 @noindent
2612 are identical except that the second one forces you to choose
2613 a name for a variable you aren't actually going to use.
2615 @item while @var{condition}
2616 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2617 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2618 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2619 that surrounds the second one:
2621 @example
2622 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2623 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2624 @end example
2626 @item until @var{condition}
2627 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2628 i.e., non-@code{nil}.
2630 @item always @var{condition}
2631 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2632 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2633 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2634 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2636 @example
2637 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2638     (some-big-sizes)
2639   (no-big-sizes))
2640 @end example
2642 @item never @var{condition}
2643 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2644 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2646 @item thereis @var{condition}
2647 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2648 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2649 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2650 @end table
2652 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2653 @subsection Accumulation Clauses
2655 @noindent
2656 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2657 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2658 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2660 @table @code
2661 @item collect @var{form}
2662 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2663 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2665 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2666 likewise for the other accumulation clauses.
2668 @item append @var{form}
2669 This clause collects lists of values into a result list using
2670 @code{append}.
2672 @item nconc @var{form}
2673 This clause collects lists of values into a result list by
2674 destructively modifying the lists rather than copying them.
2676 @item concat @var{form}
2677 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2678 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2679 standard Common Lisp.)
2681 @item vconcat @var{form}
2682 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2683 into a vector.
2685 @item count @var{form}
2686 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2687 evaluates to a non-@code{nil} value.
2689 @item sum @var{form}
2690 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2691 @var{form}, which must evaluate to a number.
2693 @item maximize @var{form}
2694 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2695 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2696 @code{maximize} is executed zero times.
2698 @item minimize @var{form}
2699 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2700 @end table
2702 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2703 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2704 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2705 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2706 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2707 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2708 the accumulated result.
2710 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2711 accumulate into the same place.  From Steele:
2713 @example
2714 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2715       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2716       collect name
2717       append kids)
2718      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2719 @end example
2721 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2722 @subsection Other Clauses
2724 @noindent
2725 This section describes the remaining loop clauses.
2727 @table @code
2728 @item with @var{var} = @var{value}
2729 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2730 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2731 loops are basically equivalent:
2733 @example
2734 (loop with x = 17 do ...)
2735 (let ((x 17)) (loop do ...))
2736 (loop for x = 17 then x do ...)
2737 @end example
2739 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2740 in the rest of the loop.  For example:
2742 @example
2743 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2744       finally return res)
2745 @end example
2747 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2748 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2749 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2750 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2751 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2752 front of @code{res} rather than the end.
2754 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2755 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2756 unnecessary.)
2758 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2759 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2760 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2761 @code{let} instead.
2763 @item if @var{condition} @var{clause}
2764 This clause executes the following loop clause only if the specified
2765 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2766 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2767 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2768 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2769 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2770 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2771 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2773 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2774 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2776 @example
2777 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2778      @result{} (6 13 -1)
2779 (loop for x below 10
2780       if (oddp x)
2781         collect x into odds
2782         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2783       else
2784         collect x into evens
2785       finally return (vector odds evens))
2786      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2787 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2788      @result{} (6 7 13 -1)
2789 (loop <@r{same thing again}>)
2790      @result{} (13 -1)
2791 @end example
2793 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2794 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2795 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2796 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2797 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2798 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2799 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2800 returns early; the actual returned value is based on the result
2801 of the @code{memq} call.
2803 @item when @var{condition} @var{clause}
2804 This clause is just a synonym for @code{if}.
2806 @item unless @var{condition} @var{clause}
2807 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2808 sense of the condition is reversed.
2810 @item named @var{name}
2811 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2812 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2813 used as the block name.
2815 @item initially [do] @var{forms}...
2816 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2817 executed before the loop itself begins (but after any variables
2818 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2819 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2820 if there are several, they are executed in the order they appear
2821 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2823 @item finally [do] @var{forms}...
2824 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2825 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2826 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2827 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2828 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2830 @item finally return @var{form}
2831 This says that @var{form} should be executed after the loop
2832 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2833 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2834 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2835 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2836 is executed.
2838 @item do @var{forms}...
2839 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2840 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2841 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2842 @code{do}.
2844 @item return @var{form}
2845 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2846 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2847 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2848 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2849 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2850 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2852 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2853 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2854 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2855 efficiently, though.
2856 @end table
2858 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2859 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2860 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2861 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2862 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2863 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2864 file @file{cl-macs.el} for details.
2866 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2867 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2868 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2869 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2870 buffers are Emacs-specific extensions.
2872 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2873 @section Multiple Values
2875 @noindent
2876 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2877 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2878 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2879 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2880 than one value either return just the first value (as in
2881 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2882 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2883 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2884 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2885 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2886 in Emacs.
2888 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2889 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2890 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2891 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2892 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2893 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2894 values, the excess values are ignored.
2895 @end defspec
2897 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2898 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2899 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2900 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2901 in @code{multiple-value-bind}.
2902 @end defspec
2904 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2905 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2906 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2907 but under certain circumstances would leave spurious return
2908 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2909 form would see them.
2911 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2912 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2914 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2915 @chapter Macros
2917 @noindent
2918 This package implements the various Common Lisp features of
2919 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2920 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2921 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2922 @xref{Argument Lists}.
2924 Destructuring is made available to the user by way of the
2925 following macro:
2927 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2928 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2929 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2930 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2931 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2932 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2933 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2934 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2935 or with incorrect keyword arguments.
2936 @end defspec
2938 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2939 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2940 optimizations for your functions.
2942 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2943 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2944 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2945 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2946 @code{macroexpand} function.
2948 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2949 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2950 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2951 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2952 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2953 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2954 function, leaving complicated cases alone.
2956 For example, here is a simplified version of a definition that
2957 appears as a standard part of this package:
2959 @example
2960 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2961   (if (and (null keys)
2962            (eq (car-safe a) 'quote)
2963            (not (floatp-safe (cadr a))))
2964       (list 'memq a list)
2965     form))
2966 @end example
2968 @noindent
2969 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
2970 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2971 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2972 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2973 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
2974 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
2975 common @code{:test} predicates.)
2976 @end defspec
2978 @defun compiler-macroexpand form
2979 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2980 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2981 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2982 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2983 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2984 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2985 for which no further expansion is possible.
2986 @end defun
2988 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
2989 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2990 definitions.
2992 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
2993 @chapter Declarations
2995 @noindent
2996 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2997 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2998 about the types of data that will be stored in particular variables,
2999 and about the ways those variables and functions will be used.  This
3000 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
3001 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
3002 and @code{the}.
3004 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
3005 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
3006 to benefit from type information, and @code{special} declarations
3007 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
3008 declarations are meaningful when the optimizing byte
3009 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
3010 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3012 @defun proclaim decl-spec
3013 This function records a ``global'' declaration specified by
3014 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3015 is evaluated and thus should normally be quoted.
3016 @end defun
3018 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3019 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3020 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3021 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3022 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3023 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3024 since normally the declarations are meant to influence the way the
3025 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3026 form.)
3027 @end defspec
3029 @defspec declare decl-specs@dots{}
3030 This macro is used to make declarations within functions and other
3031 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3032 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3033 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3034 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3035 is @code{special}.
3036 @end defspec
3038 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3039 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3040 @end defspec
3042 @defspec the type form
3043 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3044 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3045 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3046 make use of this information.
3048 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3049 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3050 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3051 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3052 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3053 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3054 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3055 @end defspec
3057 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3058 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3059 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3060 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3061 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3062 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3063 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3065 @table @code
3066 @item special
3067 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3068 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3069 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3070 variables are intentionally being referred to without being
3071 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3072 warnings for such references, since they could be typographical
3073 errors for references to local variables.
3075 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3076 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3077 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3078 do not warn for non-local references).
3080 In top-level contexts, it is generally better to write
3081 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3082 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3083 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3084 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3085 to work correctly with all compilers.
3087 @item inline
3088 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3089 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3090 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3091 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3092 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3093 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3094 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3095 function call.
3097 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3098 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3099 and declare it inline all at once.
3101 @example
3102 (declaim (inline foo bar))
3103 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3104 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3105 @end example
3107 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
3108 containing source file is done.  It is correct to use it to
3109 request that a function you have defined should be inlined,
3110 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3111 function.
3113 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3114 before a particular call to a function to cause just that call to
3115 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3116 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3117 this package.
3119 @item notinline
3120 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3121 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3122 declaration.
3124 @item optimize
3125 This declaration controls how much optimization is performed by
3126 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3127 compilers.
3129 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3130 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3131 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3132 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3133 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3134 The default level for both qualities is 1.
3136 In this package, with the optimizing compiler, the
3137 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3138 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3139 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3140 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3141 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3142 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3143 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3144 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3145 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3146 at run-time.)
3148 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3149 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3150 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3151 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3152 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3154 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3155 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3156 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3157 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3158 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3159 will set the new optimization level, but that level will not
3160 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3162 @item warn
3163 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3164 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3165 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3166 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3167 qualities.  The currently supported warning types are
3168 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3169 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3170 disable these warnings and any higher value will enable them.
3171 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3172 @end table
3174 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3175 @chapter Symbols
3177 @noindent
3178 This package defines several symbol-related features that were
3179 missing from Emacs Lisp.
3181 @menu
3182 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3183 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3184 @end menu
3186 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3187 @section Property Lists
3189 @noindent
3190 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3191 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3192 There are also functions for working with property lists as
3193 first-class data structures not attached to particular symbols.
3195 @defun get* symbol property &optional default
3196 This function is like @code{get}, except that if the property is
3197 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3198 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3199 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3200 Lisp's @code{get}.)
3202 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3203 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3204 @end defun
3206 @defun remprop symbol property
3207 This function removes the entry for @var{property} from the property
3208 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3209 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3210 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3211 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3212 to distinguish between a missing property and a property whose value
3213 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3214 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3215 @end defun
3217 @defun getf place property &optional default
3218 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3219 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3220 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3221 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3222 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3223 is given).
3225 In particular,
3227 @example
3228 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3229 @end example
3231 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3232 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3233 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3234 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3235 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3236 pair onto the list if the property is not yet present.
3238 @example
3239 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3240 @end example
3242 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3243 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3245 @example
3246 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3247 @end example
3249 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3250 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3252 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3253 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3254 expression.
3255 @end defun
3257 @defspec remf place property
3258 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3259 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3260 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3261 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3262 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3263 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3264 out the property and value cells.
3265 @end defspec
3267 @iftex
3268 @secno=2
3269 @end iftex
3271 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3272 @section Creating Symbols
3274 @noindent
3275 These functions create unique symbols, typically for use as
3276 temporary variables.
3278 @defun gensym &optional x
3279 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3280 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3281 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3282 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3283 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3284 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3285 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3286 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3287 code.
3288 @end defun
3290 @defvar *gensym-counter*
3291 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3292 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3293 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3294 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3295 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3296 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3297 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3298 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3299 symbols remain uninterned after loading.)
3300 @end defvar
3302 @defun gentemp &optional x
3303 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3304 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3305 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3306 again until a new symbol is generated.
3307 @end defun
3309 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3310 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3311 automatically creates all keywords that are called for by
3312 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3313 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3314 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3316 @iftex
3317 @chapno=11
3318 @end iftex
3320 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3321 @chapter Numbers
3323 @noindent
3324 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3325 which were left out of Emacs Lisp.
3327 @menu
3328 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3329 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3330 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3331 * Implementation Parameters::   `most-positive-float'
3332 @end menu
3334 @iftex
3335 @secno=1
3336 @end iftex
3338 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3339 @section Predicates on Numbers
3341 @noindent
3342 These functions return @code{t} if the specified condition is
3343 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3345 @defun plusp number
3346 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3347 error if the argument is not a number.
3348 @end defun
3350 @defun minusp number
3351 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3352 error if the argument is not a number.
3353 @end defun
3355 @defun oddp integer
3356 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3357 error if the argument is not an integer.
3358 @end defun
3360 @defun evenp integer
3361 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3362 error if the argument is not an integer.
3363 @end defun
3365 @defun floatp-safe object
3366 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3367 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3368 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3369 @end defun
3371 @iftex
3372 @secno=3
3373 @end iftex
3375 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3376 @section Numerical Functions
3378 @noindent
3379 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3381 @defun gcd &rest integers
3382 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3383 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3384 For zero arguments, it returns zero.
3385 @end defun
3387 @defun lcm &rest integers
3388 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3389 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3390 For zero arguments, it returns one.
3391 @end defun
3393 @defun isqrt integer
3394 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3395 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3396 square root of the argument.
3397 @end defun
3399 @defun floor* number &optional divisor
3400 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3401 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3402 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3404 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3405 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3406 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3407 first return value to yield the argument again.  If the argument
3408 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3409 If the argument is a floating-point number, the first
3410 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3411 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3413 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3414 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3415 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3416 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3417 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3418 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3419 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3420 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3422 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3423 function, except that it returns the two results in a list since
3424 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3425 @end defun
3427 @defun ceiling* number &optional divisor
3428 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3429 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3430 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3431 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3432 @end defun
3434 @defun truncate* number &optional divisor
3435 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3436 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3437 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3438 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3439 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3440 the same sign as @var{number}.
3441 @end defun
3443 @defun round* number &optional divisor
3444 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3445 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3446 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3447 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3448 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3449 @end defun
3451 @defun mod* number divisor
3452 This function returns the same value as the second return value
3453 of @code{floor}.
3454 @end defun
3456 @defun rem* number divisor
3457 This function returns the same value as the second return value
3458 of @code{truncate}.
3459 @end defun
3461 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3462 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3463 to certain function names to avoid conflicts with existing
3464 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3465 multiple values is different.
3467 @iftex
3468 @secno=8
3469 @end iftex
3471 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3472 @section Random Numbers
3474 @noindent
3475 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3476 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3477 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3478 random numbers than the simple generators supplied by many
3479 operating systems.
3481 @defun random* number &optional state
3482 This function returns a random nonnegative number less than
3483 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3484 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3485 which holds the state of the random number generator.  The
3486 function modifies this state object as a side effect.  If
3487 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3488 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3489 @code{random-state} object.
3490 @end defun
3492 @defvar *random-state*
3493 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3494 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3495 alternative state object.  Since any number of programs in the
3496 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3497 fashion, the sequence generated from this variable will be
3498 irreproducible for all intents and purposes.
3499 @end defvar
3501 @defun make-random-state &optional state
3502 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3503 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3504 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3505 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3506 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3507 random-state object) will return identical sequences of random
3508 numbers.
3510 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3511 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3512 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3513 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3514 be an integer in which case the new object is seeded from that
3515 integer; each different integer seed will result in a completely
3516 different sequence of random numbers.
3518 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3519 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3520 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3521 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3522 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3523 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3524 from the file.
3525 @end defun
3527 @defun random-state-p object
3528 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3529 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3530 @end defun
3532 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3533 @section Implementation Parameters
3535 @noindent
3536 This package defines several useful constants having to with numbers.
3538 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3539 This package determines their values by exercising the computer's
3540 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3541 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3542 function that must be called before the parameters can be used.
3544 @defun cl-float-limits
3545 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3546 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3547 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3548 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3549 parameters have already been initialized, the function returns
3550 immediately.
3552 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3553 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3554 unusual, e.g., decimal.
3555 @end defun
3557 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3558 precisions, it has families of constants like
3559 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3560 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3561 floating-point precision, so this package omits the precision word
3562 from the constants' names.
3564 @defvar most-positive-float
3565 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3566 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3567 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3568 is approximately @code{1.79e+308}.
3569 @end defvar
3571 @defvar most-negative-float
3572 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3573 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3574 @end defvar
3576 @defvar least-positive-float
3577 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3578 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3579 supported or @code{2.22e-308} if not.
3580 @end defvar
3582 @defvar least-positive-normalized-float
3583 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3584 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3585 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3586 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3587 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3588 will always equal @code{least-positive-float}.
3589 @end defvar
3591 @defvar least-negative-float
3592 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3593 @end defvar
3595 @defvar least-negative-normalized-float
3596 This constant is the negative counterpart of
3597 @code{least-positive-normalized-float}.
3598 @end defvar
3600 @defvar float-epsilon
3601 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3602 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3603 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3604 is about @code{2.22e-16}.
3605 @end defvar
3607 @defvar float-negative-epsilon
3608 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3609 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3610 @code{1.11e-16}.
3611 @end defvar
3613 @iftex
3614 @chapno=13
3615 @end iftex
3617 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3618 @chapter Sequences
3620 @noindent
3621 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3622 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3623 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3624 @code{length}; this package defines most of the rest.
3626 @menu
3627 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3628 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3629 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3630 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3631 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3632 @end menu
3634 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3635 @section Sequence Basics
3637 @noindent
3638 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3639 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3640 may appear in any order.
3642 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3643 function of one argument.  This key function is used as a filter
3644 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3645 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3646 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3647 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3648 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3649 the identity function.
3651 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3652 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3653 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3654 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3655 function in the same order as the original sequence function
3656 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3657 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3658 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3659 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3660 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3661 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3663 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3664 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3665 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3666 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3667 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3669 @example
3670 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3671 @end example
3673 @noindent
3674 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3676 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3677 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3678 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3679 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3680 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3681 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3682 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3683 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3684 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3685 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3686 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3688 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3689 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3690 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3691 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3692 to be removed or otherwise processed.
3694 The sequence functions make no guarantees about the order in
3695 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3696 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3697 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3698 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3699 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3700 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3701 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3702 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3704 Strings may contain ``text properties'' as well
3705 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3706 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3707 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3708 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3709 result.
3711 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3712 @section Mapping over Sequences
3714 @noindent
3715 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3716 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3717 built-in function @code{mapcar}.
3719 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3720 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3721 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3722 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3723 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3724 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3725 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3726 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3727 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3728 is always a list.
3730 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3731 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3732 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3733 superset of both.
3734 @end defun
3736 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3737 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3738 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3739 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3740 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3741 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3742 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3743 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3744 @end defun
3746 @defun maplist function list &rest more-lists
3747 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3748 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3749 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3750 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3751 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3752 @code{car}s of the advancing pointers.
3753 @end defun
3755 @defun mapc function seq &rest more-seqs
3756 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3757 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3758 collected into a list.  The return value of @code{mapc} is @var{seq},
3759 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3760 primitive @code{mapc}.
3761 @end defun
3763 @defun mapl function list &rest more-lists
3764 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3765 the values returned by @var{function}.
3766 @end defun
3768 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3769 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3770 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3771 rather than simply collecting them into a list.
3772 @end defun
3774 @defun mapcon function list &rest more-lists
3775 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3776 the return values using @code{nconc}.
3777 @end defun
3779 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3780 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3781 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3782 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3783 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3784 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3785 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3786 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3787 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3788 @end defun
3790 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3791 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3792 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3793 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3794 for all elements.
3795 @end defun
3797 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3798 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3799 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3800 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3801 was @code{nil} for all elements.
3802 @end defun
3804 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3805 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3806 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3807 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3808 true for all elements.
3809 @end defun
3811 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3812 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3813 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3814 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3815 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3816 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3817 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3818 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3819 an explicit call to @code{reduce}.
3821 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3822 of left-associative:
3824 @example
3825 (reduce '- '(1 2 3 4))
3826      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3827 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3828      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3829 @end example
3831 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3832 is called on each of the sequence elements in turn.
3834 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3835 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3836 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3838 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3839 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3840 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3841 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3842 @end defun
3844 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3845 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3846 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3847 function calls.
3849 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3850 @section Sequence Functions
3852 @noindent
3853 This section describes a number of Common Lisp functions for
3854 operating on sequences.
3856 @defun subseq sequence start &optional end
3857 This function returns a given subsequence of the argument
3858 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3859 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3860 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3861 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3862 return value is always a copy; it does not share structure
3863 with @var{sequence}.
3865 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3866 may be negative, in which case they represent a distance back
3867 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3868 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3869 the @emph{only} sequence function that allows negative
3870 @var{start} and @var{end}.
3872 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3873 specified range of elements with elements from another sequence.
3874 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3875 @end defun
3877 @defun concatenate result-type &rest seqs
3878 This function concatenates the argument sequences together to
3879 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3880 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3881 arguments are always copied, even in cases such as
3882 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3883 identical to an argument.
3884 @end defun
3886 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3887 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3888 part of the sequence) with the value @var{item}.
3889 @end defun
3891 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3892 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3893 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3894 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3895 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3897 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3898 will work correctly even if the regions indicated by the start
3899 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3900 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3901 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3902 is undefined.
3903 @end defun
3905 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3906 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3907 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3908 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3909 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3910 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3911 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3912 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3913 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3914 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3915 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3916 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3917 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3918 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3919 if @var{count} was also specified).
3920 @end defun
3922 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3923 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3924 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3925 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3926 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3927 list if necessary to preserve the original list, whereas
3928 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3929 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3930 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3931 @end defun
3933 @findex remove-if
3934 @findex remove-if-not
3935 @findex delete-if
3936 @findex delete-if-not
3937 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3938 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3940 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3941 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3942 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3943 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3944 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3945 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3946 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3947 examined or removed.
3948 @end defun
3950 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3951 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3952 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3953 @end defun
3955 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3956 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3957 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3958 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3959 used to limit the number of substitutions made.
3960 @end defun
3962 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3963 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
3964 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3965 by returning a changed copy of the sequence.
3966 @end defun
3968 @findex substitute-if
3969 @findex substitute-if-not
3970 @findex nsubstitute-if
3971 @findex nsubstitute-if-not
3972 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
3973 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
3974 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
3976 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
3977 @section Searching Sequences
3979 @noindent
3980 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3981 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
3983 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3984 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3985 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3986 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3987 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3988 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3989 limit the range of elements that are searched.
3990 @end defun
3992 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3993 This function is like @code{find}, except that it returns the
3994 integer position in the sequence of the matching item rather than
3995 the item itself.  The position is relative to the start of the
3996 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3997 returns @code{nil} if no matching element was found.
3998 @end defun
4000 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
4001 This function returns the number of elements of @var{seq} which
4002 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
4003 @end defun
4005 @findex find-if
4006 @findex find-if-not
4007 @findex position-if
4008 @findex position-if-not
4009 @findex count-if
4010 @findex count-if-not
4011 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4012 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4013 functions are defined similarly.
4015 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4016 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4017 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4018 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4019 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4020 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4021 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4022 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4023 the two otherwise-matching sequences runs out.
4025 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4026 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4027 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4028 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4030 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4031 which compares two strings case-insensitively.
4032 @end defun
4034 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4035 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4036 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4037 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4038 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4039 The return value is the index of the leftmost element of the
4040 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4041 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4042 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4043 @end defun
4045 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4046 @section Sorting Sequences
4048 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4049 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4050 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4051 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4052 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4053 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4054 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4055 numbers into decreasing rather than increasing order.
4057 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4058 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4059 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4060 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4062 @example
4063 (setq data (sort* data 'string-lessp :key 'downcase))
4064 @end example
4066 @noindent
4067 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4068 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4069 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
4070 simple accessor though, it's used heavily in the current
4071 implementation.
4073 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4074 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4075 @end defun
4077 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4078 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4079 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4080 be rearranged out of their original order by the sort.
4082 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4083 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4084 stable by default.  However, this package reserves the right to
4085 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4086 @end defun
4088 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4089 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4090 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4091 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4092 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4093 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4094 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4095 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4096 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4097 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4098 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4099 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4100 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4101 @var{predicate}.
4102 @end defun
4104 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4105 @chapter Lists
4107 @noindent
4108 The functions described here operate on lists.
4110 @menu
4111 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4112 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4113 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4114 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4115 @end menu
4117 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4118 @section List Functions
4120 @noindent
4121 This section describes a number of simple operations on lists,
4122 i.e., chains of cons cells.
4124 @defun caddr x
4125 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4126 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4127 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4128 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4129 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4130 @end defun
4132 @defun first x
4133 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4134 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4135 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4136 @end defun
4138 @defun rest x
4139 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4140 @end defun
4142 @defun endp x
4143 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4144 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4145 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4146 for @code{null}.
4147 @end defun
4149 @defun list-length x
4150 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4151 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4152 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4153 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4154 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4155 @end defun
4157 @defun list* arg &rest others
4158 This function constructs a list of its arguments.  The final
4159 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4160 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4161 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4162 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4163 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4165 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4166 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4167 or @code{defun*}.)
4168 @end defun
4170 @defun ldiff list sublist
4171 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4172 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4173 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4174 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4175 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4176 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4177 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4178 is returned.
4179 @end defun
4181 @defun copy-list list
4182 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4183 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4184 @end defun
4186 @defun copy-tree x &optional vecp
4187 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4188 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4189 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4190 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4191 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4192 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4193 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4194 cons cells.
4195 @end defun
4197 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4198 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4199 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4200 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4201 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4202 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4203 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4204 @end defun
4206 @iftex
4207 @secno=3
4208 @end iftex
4210 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4211 @section Substitution of Expressions
4213 @noindent
4214 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4215 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4216 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4218 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4219 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4220 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4221 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4222 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4223 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4224 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4225 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4226 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4227 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4228 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4229 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4230 but not to @var{old}.
4231 @end defun
4233 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4234 This function is like @code{subst}, except that it works by
4235 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4236 rather than copying.
4237 @end defun
4239 @findex subst-if
4240 @findex subst-if-not
4241 @findex nsubst-if
4242 @findex nsubst-if-not
4243 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4244 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4246 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4247 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4248 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4249 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4250 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4251 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4252 @code{cdr}.
4253 @end defun
4255 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4256 This is a destructive version of @code{sublis}.
4257 @end defun
4259 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4260 @section Lists as Sets
4262 @noindent
4263 These functions perform operations on lists which represent sets
4264 of elements.
4266 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4267 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4268 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4269 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4270 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4271 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4272 @xref{Sequences}.
4274 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4275 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4276 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4277 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4278 @end defun
4280 @findex member-if
4281 @findex member-if-not
4282 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4283 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4285 @defun tailp sublist list
4286 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4287 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4288 any of its @code{cdr}s.
4289 @end defun
4291 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4292 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4293 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4294 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4295 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4296 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4297 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4298 become part of the list.
4299 @end defun
4301 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4302 This function combines two lists which represent sets of items,
4303 returning a list that represents the union of those two sets.
4304 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4305 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4306 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4307 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4308 undefined whether or not that duplication will survive in the
4309 result list.  The order of elements in the result list is also
4310 undefined.
4311 @end defun
4313 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4314 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4315 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4316 @end defun
4318 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4319 This function computes the intersection of the sets represented
4320 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4321 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4322 @end defun
4324 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4325 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4326 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4327 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4328 @end defun
4330 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4331 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4332 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4333 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4334 @end defun
4336 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4337 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4338 to reuse @var{list1} if possible.
4339 @end defun
4341 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4342 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4343 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4344 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4345 @end defun
4347 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4348 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4349 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4350 @end defun
4352 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4353 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4354 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4355 also appears in @var{list2}.
4356 @end defun
4358 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4359 @section Association Lists
4361 @noindent
4362 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4363 one set of values to another; any list whose elements are cons
4364 cells is an association list.
4366 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4367 This function searches the association list @var{a-list} for an
4368 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4369 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4370 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4371 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4372 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4373 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4374 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4375 elements of @var{a-list} to be an error.)
4376 @end defun
4378 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4379 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4380 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4381 the inverse of the mapping to @var{item}.
4382 @end defun
4384 @findex assoc-if
4385 @findex assoc-if-not
4386 @findex rassoc-if
4387 @findex rassoc-if-not
4388 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4389 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4391 Two simple functions for constructing association lists are:
4393 @defun acons key value alist
4394 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4395 @end defun
4397 @defun pairlis keys values &optional alist
4398 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4399 @var{alist})}.
4400 @end defun
4402 @iftex
4403 @chapno=18
4404 @end iftex
4406 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4407 @chapter Structures
4409 @noindent
4410 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4411 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4412 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4413 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4414 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4415 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4416 type.
4418 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4419 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4420 system provides no way to create new distinct types, this package
4421 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4422 special ``tag'' symbol to identify them.
4424 @defspec defstruct name slots@dots{}
4425 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4426 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4427 may begin with a string which documents the structure type.)
4428 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4429 are symbols.  For example,
4431 @example
4432 (defstruct person name age sex)
4433 @end example
4435 @noindent
4436 defines a struct type called @code{person} which contains three
4437 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4438 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4439 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4440 using @code{setf} on any of these place forms:
4442 @example
4443 (incf (person-age birthday-boy))
4444 @end example
4446 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4447 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4448 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4449 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4450 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4451 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4453 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4454 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4456 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4457 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4458 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4459 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4460 length which starts with the correct tag symbol.)
4462 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4463 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4464 argument is the wrong type.  This check is affected by
4465 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4466 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4467 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4468 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4469 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4470 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4471 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4472 @xref{Declarations}.
4474 @example
4475 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4476      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4477 (setq other (copy-person dave))
4478      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4479 (eq dave other)
4480      @result{} nil
4481 (eq (person-name dave) (person-name other))
4482      @result{} t
4483 (person-p dave)
4484      @result{} t
4485 (person-p [1 2 3 4])
4486      @result{} nil
4487 (person-p "Bogus")
4488      @result{} nil
4489 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4490      @result{} t
4491 @end example
4493 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4494 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4495 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4496 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4497 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4498 structure type is created without specifying that slot's value.
4500 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4501 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4502 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4503 the slot's value is determined when the object is created and does
4504 not change afterward.
4506 @example
4507 (defstruct person
4508   (name nil :read-only t)
4509   age
4510   (sex 'unknown))
4511 @end example
4513 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4515 For obscure historical reasons, structure options take a different
4516 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4517 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4518 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4519 enclosed in lists.)
4521 @example
4522 (defstruct (person (:constructor create-person)
4523                    (:type list)
4524                    :named)
4525   name age sex)
4526 @end example
4528 The following structure options are recognized.
4530 @table @code
4531 @iftex
4532 @itemmax=0 in
4533 @advance@leftskip-.5@tableindent
4534 @end iftex
4535 @item :conc-name
4536 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4537 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4538 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4539 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4540 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4541 to name the accessor functions.
4543 @item :constructor
4544 In the simple case, this option takes one argument which is an
4545 alternate name to use for the constructor function.  The default
4546 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4547 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4548 as an argument means that no standard constructor should be
4549 generated at all.
4551 In the full form of this option, the constructor name is followed
4552 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4553 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4554 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4555 The argument names should match the slot names; each slot is
4556 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4557 do not appear in the argument list are initialized based on the
4558 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4559 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4560 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4561 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4562 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4563 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4565 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4566 options on a structure.  The default constructor is still generated
4567 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4568 option.
4570 @example
4571 (defstruct
4572  (person
4573   (:constructor nil)   ; no default constructor
4574   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4575   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4576                                 (dog-years 0)
4577                            &aux (age (* 7 dog-years))
4578                                 (sex 'canine))))
4579  name age sex)
4580 @end example
4582 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4583 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4584 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4585 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4586 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4587 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4589 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4590 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4591 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4592 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4593 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4594 overriding it.
4596 @item :copier
4597 The argument is an alternate name for the copier function for
4598 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4599 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4600 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4602 @item :predicate
4603 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4604 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4605 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4606 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4607 ever generated.)
4609 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4610 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4611 package, @code{typep} simply looks for a function called
4612 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4613 only if they used the default predicate name.
4615 @item :include
4616 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4617 The argument is the name of another structure type previously
4618 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4619 structure type to inherit all of the included structure's slots
4620 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4621 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4622 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4623 for the included type will also accept objects of the new type.
4625 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4626 the included-structure name, these options are treated as replacement
4627 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4628 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4630 @example
4631 (defstruct person name (age 0) sex)
4632      @result{} person
4633 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4634   helmet-size
4635   (favorite-beverage 'tang))
4636      @result{} astronaut
4638 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4639      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4640 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4641      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4643 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4644      @result{} (t t)
4645 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4646      @result{} (nil t)
4648 (person-name buzz)
4649      @result{} "Buzz"
4650 (astronaut-name joe)
4651      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4652 @end example
4654 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4655 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4656 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4657 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4658 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4659 work on astronauts just like other people.
4661 @item :print-function
4662 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4663 which is called to print an instance of the structure type.  The
4664 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4665 allow for such a feature, so this package simply ignores
4666 @code{:print-function}.
4668 @item :type
4669 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4670 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4671 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4672 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4673 lists instead.
4675 The vector representation for structure objects has the advantage
4676 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4677 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4678 but take a relatively long time accessing the later slots.
4680 @item :named
4681 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4682 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4683 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4684 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4685 features.
4687 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4688 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4689 conjunction with @code{:type}.
4691 @example
4692 (defstruct (person1) name age sex)
4693 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4694 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4696 (setq p1 (make-person1))
4697      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4698 (setq p2 (make-person2))
4699      @result{} (person2 nil nil nil)
4700 (setq p3 (make-person3))
4701      @result{} (nil nil nil)
4703 (person1-p p1)
4704      @result{} t
4705 (person2-p p2)
4706      @result{} t
4707 (person3-p p3)
4708      @result{} error: function person3-p undefined
4709 @end example
4711 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4712 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4713 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4714 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4715 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4716 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4717 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4718 proceeding.
4720 @item :initial-offset
4721 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4722 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4723 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4724 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4725 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4726 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4727 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4728 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4729 of the included type and the first new slot.
4730 @end table
4731 @end defspec
4733 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4734 entirely compatible with that of Common Lisp.
4736 @iftex
4737 @chapno=23
4738 @end iftex
4740 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4741 @chapter Assertions and Errors
4743 @noindent
4744 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4745 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4746 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4747 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4749 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4750 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4751 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4752 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4754 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4755 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4756 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4757 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4759 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4760 You can specify a different error message by including a @var{string}
4761 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4762 passed to @code{error} to signal the error.
4764 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4765 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4766 will also include all non-constant arguments of the top-level
4767 @var{form}.  For example:
4769 @example
4770 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4771 @end example
4773 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4774 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4775 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4776 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4777 makes no sense to specify @var{places}.
4778 @end defspec
4780 @defspec check-type form type [string]
4781 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4782 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4783 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4784 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4785 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4786 error message in place of @var{type}.  For example:
4788 @example
4789 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4790 @end example
4792 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4793 that may be used for @var{type}.
4795 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4796 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4797 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4798 user to modify @var{place}.
4799 @end defspec
4801 The following error-related macro is also defined:
4803 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4804 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4805 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4806 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4807 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4808 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4809 returns the result of the last @var{form}.
4810 @end defspec
4812 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4813 @appendix Efficiency Concerns
4815 @appendixsec Macros
4817 @noindent
4818 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4819 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4820 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4821 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4822 the forms
4824 @example
4825 (incf i n)
4826 (push x (car p))
4827 @end example
4829 @noindent
4830 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4832 @example
4833 (setq i (+ i n))
4834 (setcar p (cons x (car p)))
4835 @end example
4837 @noindent
4838 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4839 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4840 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4842 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4843 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4844 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4845 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4846 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4847 will execute considerably faster if compiled, and will also
4848 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4849 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4851 You can find out how a macro expands by using the
4852 @code{cl-prettyexpand} function.
4854 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4855 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4856 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4857 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4858 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4859 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4861 @example
4862 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4863 @end example
4865 @noindent
4866 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4867 the expansion
4869 @example
4870 (block nil
4871   (let* ((x 0)
4872          (G1004 nil))
4873     (while (< x 10)
4874       (setq G1004 (cons x G1004))
4875       (setq x (+ x 1)))
4876     (nreverse G1004)))
4877 @end example
4879 @noindent
4880 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4881 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4882 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4883 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4885 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4886 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4887 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4888 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4890 @example
4891 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4892      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4893 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4894      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4895 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4896      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4897 @end example
4899 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4900 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4901 @end defun
4903 @ifinfo
4904 @example
4906 @end example
4907 @end ifinfo
4908 @appendixsec Error Checking
4910 @noindent
4911 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4912 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4913 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4914 incompatibility.
4916 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4917 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4918 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4919 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4920 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4921 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4922 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4923 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4924 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4925 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4926 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4927 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4929 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4930 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4931 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4932 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4933 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4934 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4935 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4936 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4937 do check their keyword arguments for validity.
4939 @ifinfo
4940 @example
4942 @end example
4943 @end ifinfo
4944 @appendixsec Optimizing Compiler
4946 @noindent
4947 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4948 Lisp macros emit
4949 code which can be improved by optimization.  In particular,
4950 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4951 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4952 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4953 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4955 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4956 @appendix Common Lisp Compatibility
4958 @noindent
4959 Following is a list of all known incompatibilities between this
4960 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4962 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4963 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4964 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4965 Common Lisp versions of these functions.
4967 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
4968 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4969 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
4970 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4971 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4972 inside recursive argument lists).
4974 The @code{equal} predicate does not distinguish
4975 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
4976 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4978 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4979 setf-methods return a list of five values rather than five
4980 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4981 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4983 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
4984 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4985 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4986 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4987 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4989 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4990 and type specifiers are unimplemented.
4992 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4993 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4994 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4995 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
4996 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4997 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
4998 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
5000 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
5001 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
5002 example, local @code{special} declarations, which are purely
5003 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
5004 set down in Steele's book.
5006 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
5007 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
5008 generated symbols become interned when they are written to and
5009 loaded back from a file.
5011 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5012 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5013 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5015 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5017 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5018 @appendix Old CL Compatibility
5020 @noindent
5021 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5022 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5024 This package's emulation of multiple return values in functions is
5025 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5026 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5027 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5028 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5029 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5030 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5032 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5033 implemented in this package.
5035 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5036 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5037 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5038 functions in Emacs.  The older package simply
5039 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5040 causing serious portability problems.  (Some more
5041 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5042 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5043 aliases for @code{member*}, etc.)
5045 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5046 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5047 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5048 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5049 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5051 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5052 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5053 few functions which are explicitly defined as additional features
5054 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5055 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5056 Lisp.
5058 @ifinfo
5059 @example
5061 @end example
5062 @end ifinfo
5063 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5065 @noindent
5066 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5067 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5068 @code{cl-compat}.  To use it, put @code{(require 'cl-compat)} in
5069 your program.
5071 The old package defined a number of internal routines without
5072 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5073 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5074 provides emulations of the following internal routines:
5075 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5076 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5077 @code{safe-idiv}.
5079 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5080 functions that user code might call directly.  The functions
5081 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5082 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5083 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5085 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5086 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5087 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5088 use of keywords as data is discouraged.
5090 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5091 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5092 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5093 use the more natural keyword argument processing offered by
5094 @code{defun*}.
5096 Multiple return values are treated differently by the two
5097 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5098 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5099 that caused it to report spurious multiple return values in
5100 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5101 of multiple-value macros that are compatible with the old
5102 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5103 are guaranteed to work in any case where the old package's
5104 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5105 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5106 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5107 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5109 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5110 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5111 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5112 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5113 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5114 older versions of the old package used the unadorned names
5115 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5116 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5118 @node Porting Common Lisp, GNU Free Documentation License, Old CL Compatibility, Top
5119 @appendix Porting Common Lisp
5121 @noindent
5122 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5123 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5124 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5125 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5126 one, some of the features in this package are not fully compliant
5127 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5128 are also quite a few features that this package does not provide
5129 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
5130 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5132 @itemize @bullet
5133 @item
5134 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5135 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5136 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5137 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5139 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5140 is happy to let the program's own functions and variables use
5141 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5142 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5144 @item
5145 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5146 bindings apply only to references physically within their bodies
5147 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5148 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5149 variable is visible even inside functions called from the body.
5151 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5152 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5153 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5155 Often you can use code that was written for lexical scoping
5156 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5157 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5158 Emacs Lisp:
5160 @example
5161 (defun map-odd-elements (func list)
5162   (loop for x in list
5163         for flag = t then (not flag)
5164         collect (if flag x (funcall func x))))
5166 (defun add-odd-elements (list x)
5167   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
5168 @end example
5170 @noindent
5171 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5172 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5173 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5174 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5175 is called.
5177 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5178 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5179 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5180 variables no collision can occur.)
5182 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5183 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5184 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5186 @item
5187 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5188 works at the level of individual characters.  For example, Common
5189 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5190 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5191 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5192 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5194 @item
5195 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5196 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5197 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5198 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5199 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5200 Lisp.
5202 @item
5203 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5204 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5205 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5206 application program would have a package for its own symbols.
5207 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5208 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5209 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5210 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5211 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5213 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5214 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5215 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5216 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5217 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5218 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5219 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5220 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5221 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5222 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5224 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5225 package-like collections of symbols, but this feature is not
5226 strong enough to be used as a true package mechanism.
5228 @item
5229 The @code{format} function is quite different between Common
5230 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5231 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5232 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5233 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5234 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5235 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5236 introduce format codes, and the set of available codes is
5237 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5238 string literals; instead, @code{format} is used with the
5239 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5240 codes provide such features as paragraph filling, case
5241 conversion, and even loops and conditionals.
5243 While it would have been possible to implement most of Common
5244 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5245 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5246 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5247 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5248 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5250 @item
5251 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5252 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5253 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5254 something entirely different---strings with properties.
5256 @item
5257 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
5258 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
5259 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
5260 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
5261 case-insensitive in Common Lisp.
5263 @item
5264 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5265 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5266 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5267 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5268 streams are a set of existing data types rather than a new data
5269 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5270 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5271 than being distinct types.
5273 @item
5274 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5275 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5276 from @uref{ftp://ftp.ultranet.com/pub/zappo} does implement some
5277 CLOS functionality.
5279 @item
5280 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5281 Lisp features of a different name generally have not been
5282 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5283 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5284 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5285 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5286 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5288 @item
5289 A few more notable Common Lisp features not included in this
5290 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5291 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5293 @item
5294 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5295 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5296 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5297 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5298 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5299 numbers using something like
5301 @example
5302 (defun sum-list (list)
5303   (if list
5304       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5305     0))
5306 @end example
5308 @noindent
5309 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5310 these forms:
5312 @example
5313 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5314 (loop for x in my-list sum x)
5315 @end example
5317 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5318 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5319 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5320 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5321 recursion.
5322 @end itemize
5324 @node GNU Free Documentation License, Function Index, Porting Common Lisp, Top
5325 @appendix GNU Free Documentation License
5326 @include doclicense.texi
5328 @node Function Index, Variable Index, GNU Free Documentation License, Top
5329 @unnumbered Function Index
5331 @printindex fn
5333 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5334 @unnumbered Variable Index
5336 @printindex vr
5338 @bye
5340 @ignore
5341    arch-tag: b61e7200-3bfa-4a70-a9d3-095e152696f8
5342 @end ignore