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[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blob3f3d616e3433254097038c305d13dd350d0d1416
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, 2001-2011  Free Software Foundation, Inc.
10 @quotation
11 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
12 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
13 any later version published by the Free Software Foundation; with no
14 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
15 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
16 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
18 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
19 modify this GNU manual.  Buying copies from the FSF supports it in
20 developing GNU and promoting software freedom.''
21 @end quotation
22 @end copying
24 @dircategory Emacs lisp libraries
25 @direntry
26 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
27 @end direntry
29 @finalout
31 @titlepage
32 @sp 6
33 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
34 @sp 4
35 @center For GNU Emacs Lisp
36 @sp 1
37 @center Version 2.02
38 @sp 5
39 @center Dave Gillespie
40 @center daveg@@synaptics.com
41 @page
42 @vskip 0pt plus 1filll
43 @insertcopying
44 @end titlepage
46 @contents
48 @node Top, Overview, (dir), (dir)
49 @chapter Introduction
51 @noindent
52 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
53 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
54 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
55 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
57 @ifnottex
58 @insertcopying
59 @end ifnottex
61 @menu
62 * Overview::             Installation, usage, etc.
63 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
64 * Predicates::           `typep' and `equalp'
65 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
66 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
67 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
68 * Symbols::              Property lists, `gensym'
69 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
70 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
71 * Lists::                `caddr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
72 * Structures::           `defstruct'
73 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
75 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
76 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
77 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
78 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
80 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
81 * Function Index::
82 * Variable Index::
83 @end menu
85 @node Overview, Program Structure, Top, Top
86 @ifnottex
87 @chapter Overview
88 @end ifnottex
90 @noindent
91 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
92 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
93 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
94 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
95 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
96 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
98 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
99 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
100 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
101 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
103 @strong{Please note:} the @dfn{CL} functions are not standard parts of
104 the Emacs Lisp name space, so it is legitimate for users to define
105 them with other, conflicting meanings.  To avoid conflicting with
106 those user activities, we have a policy that packages installed in
107 Emacs must not load @dfn{CL} at run time.  (It is ok for them to load
108 @dfn{CL} at compile time only, with @code{eval-when-compile}, and use
109 the macros it provides.)  If you are writing packages that you plan to
110 distribute and invite widespread use for, you might want to observe
111 the same rule.
113 Some Common Lisp features have been omitted from this package
114 for various reasons:
116 @itemize @bullet
117 @item
118 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
119 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
120 examples of this group.
122 @item
123 Other features cannot be implemented without modification to the
124 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
125 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
126 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
127 features.
129 @item
130 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
131 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
132 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
133 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
134 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
135 @end itemize
137 The package described here was written by Dave Gillespie,
138 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
139 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
140 Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
141 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
142 version to ensure that each function is defined efficiently,
143 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
144 environment.
146 @menu
147 * Usage::                How to use the CL package
148 * Organization::         The package's five component files
149 * Installation::         Compiling and installing CL
150 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
151 @end menu
153 @node Usage, Organization, Overview, Overview
154 @section Usage
156 @noindent
157 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
158 include at the beginning:
160 @example
161 (require 'cl)
162 @end example
164 @noindent
165 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
166 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
167 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
169 @node Organization, Installation, Usage, Overview
170 @section Organization
172 @noindent
173 The Common Lisp package is organized into four files:
175 @table @file
176 @item cl.el
177 This is the ``main'' file, which contains basic functions
178 and information about the package.  This file is relatively
179 compact---about 700 lines.
181 @item cl-extra.el
182 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
183 It is kept separate so that packages which only want to use Common
184 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
185 the overhead of loading the more advanced functions.
187 @item cl-seq.el
188 This file contains most of the advanced functions for operating
189 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
191 @item cl-macs.el
192 This file contains the features of the packages which are macros
193 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
194 not when it is run, so the macros generally only need to be
195 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
196 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
197 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
198 that they won't take up memory unless you are compiling.
199 @end table
201 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
202 commands for the functions and macros in the other three files.
203 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
204 will take care of pulling in the other files when they are
205 needed.
207 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
208 routines from the older @file{cl.el} package that are not otherwise
209 present in the new package.  This includes internal routines
210 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
211 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
212 multiple-values feature.  This file is obsolete and should not be used
213 in new code.  @xref{Old CL Compatibility}.
215 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
216 @section Installation
218 @noindent
219 The @dfn{CL} package is distributed with Emacs, so there is no need
220 to install anything.
222 If you do need to install it, just put the byte-compiled files
223 @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc}, @file{cl-seq.elc},
224 @file{cl-macs.elc}, and (if necessary) @file{cl-compat.elc} into a
225 directory on your @code{load-path}.  Also, format the @file{cl.texi}
226 file and put the resulting Info files into a directory in your
227 @code{Info-directory-list}.
229 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
230 @section Naming Conventions
232 @noindent
233 Except where noted, all functions defined by this package have the
234 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
236 Following is a complete list of functions whose names were changed
237 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
238 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
239 the Emacs name:
241 @example
242 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
243 member*       assoc*        rassoc*       get*
244 remove*       delete*       mapcar*       sort*
245 floor*        ceiling*      truncate*     round*
246 mod*          rem*          random*
247 @end example
249 Internal function and variable names in the package are prefixed
250 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
251 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
253 @example
254 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
255 callf         callf2        letf          letf*
256 defsubst*
257 @end example
259 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
260 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
262 @example
263 floatp-safe   endp
264 evenp         oddp          plusp         minusp
265 caaar .. cddddr
266 list*         ldiff         rest          first .. tenth
267 copy-list     subst         mapcar* [2]
268 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
269 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
270 proclaim      declaim
271 @end example
273 @noindent
274 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
276 @noindent
277 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
278 and @code{:key} is not used.
280 @noindent
281 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
283 @iftex
284 @chapno=4
285 @end iftex
287 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
288 @chapter Program Structure
290 @noindent
291 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
292 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
293 and the @code{eval-when} construct.
295 @menu
296 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
297 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
298 @end menu
300 @iftex
301 @secno=1
302 @end iftex
304 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
305 @section Argument Lists
307 @noindent
308 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
309 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
310 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
311 values for optional arguments, and it provides the additional markers
312 @code{&key} and @code{&aux}.
314 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
315 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
316 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
317 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
319 @defspec defun* name arglist body...
320 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
321 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
322 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
323 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
324 @end defspec
326 @defspec defsubst* name arglist body...
327 This is just like @code{defun*}, except that the function that
328 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
329 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
330 This is analogous to the @code{defsubst} form;
331 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
332 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
333 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
334 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
335 etc., to be done at compile-time whenever possible.
336 @end defspec
338 @defspec defmacro* name arglist body...
339 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
340 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
341 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
342 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
343 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
344 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
345 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
346 @var{name}.
347 @end defspec
349 @defspec function* symbol-or-lambda
350 This is identical to the regular @code{function} form,
351 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
352 form may use a full Common Lisp argument list.
353 @end defspec
355 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
356 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
357 full Common Lisp argument lists.
359 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
360 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
361 These features are always present; @code{defun*}'s only
362 difference from @code{defun} is its more flexible argument
363 lists and its implicit block.
365 The full form of a Common Lisp argument list is
367 @example
368 (@var{var}...
369  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
370  &rest @var{var}
371  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
372  &aux (@var{var} @var{initform})...)
373 @end example
375 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
376 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
377 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
379 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
380 These arguments must always be specified in a call to the function;
381 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
382 required arguments are concerned.
384 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
385 arguments may be specified in the function call; if they are not,
386 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
387 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
388 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
389 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
390 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
391 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
392 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
393 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
394 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
395 function to tell whether it was called with no argument, or with
396 the default value passed explicitly as an argument.
398 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
399 more arguments were passed to the function than are accounted for
400 by the required and optional arguments, those extra arguments are
401 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
402 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
403 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
404 macro contexts; this package accepts it all the time.
406 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
407 are optional arguments which are specified by name rather than
408 positionally in the argument list.  For example,
410 @example
411 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
412 @end example
414 @noindent
415 defines a function which may be called with one, two, or more
416 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
417 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
418 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
419 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
420 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
421 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
422 @code{t}.)
424 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
425 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
426 appears more than once in the function call, the first occurrence
427 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
428 to specify keyword arguments without specifying the optional
429 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
430 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
431 @code{2} is not a valid keyword.
433 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
434 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
436 @example
437 (defun* bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
438 @end example
440 @noindent
442 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
443 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
444 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
445 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
446 function call, like this:
448 @example
449 (bar :a 10 'baz 42)
450 @end example
452 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
453 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
454 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
455 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
456 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
457 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
458 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
459 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
460 in the call.  For example:
462 @smallexample
463 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
464   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
465       (if need (error "Thing not found"))))
466 @end smallexample
468 @noindent
469 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
470 accepts other keyword arguments which are passed on to the
471 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
472 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
473 about each others' keywords in the arguments.
475 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
476 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
477 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
478 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
479 difference between the following two functions, except for a
480 matter of stylistic taste:
482 @example
483 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
484   @var{body})
486 (defun* foo (a b)
487   (let ((c (+ a b)) d)
488     @var{body}))
489 @end example
491 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
492 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
493 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
494 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
495 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
496 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
497 be a list whose elements match this recursive argument list.
498 For example:
500 @example
501 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
502                    &rest body)
503   ...)
504 @end example
506 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
507 of two or three items; if there are other arguments as well as this
508 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
509 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
510 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
511 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
512 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
513 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
514 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
515 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
516 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
517 support this usage.)
519 One last feature of destructuring is that the argument list may be
520 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
521 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
523 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
524 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
525 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
526 argument lists are rigorously checked.
528 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
529 @section Time of Evaluation
531 @noindent
532 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
533 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
534 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
535 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
536 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
537 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
538 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
539 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
540 macros that are defined.
542 @defspec eval-when (situations...) forms...
543 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
544 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
545 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
546 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
547 and @code{:execute}).
549 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
550 whether or not it is being compiled as a top-level form.
551 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
552 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
553 or buffers of code, and it appears either literally at the
554 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
556 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
557 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
558 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
559 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
561 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
562 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
563 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
564 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
565 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
566 (ignoring the body @var{forms}) if not.
568 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
569 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
570 some gruesome examples).
572 Some simple examples:
574 @example
575 ;; Top-level forms in foo.el:
576 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
577 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
578 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
579 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
580 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
581 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
582 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
583 @end example
585 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
586 the compilation itself:
588 @example
589 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
590 @end example
592 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
594 @example
595 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
596 @end example
598 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
599 be set:
601 @example
602 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
603 @end example
605 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
606 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
607 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
609 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
610 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
611 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
612 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
613 (compile load eval) @dots{})}.
614 @end defspec
616 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
617 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
618 any @code{eval-when} construct and is described below.
620 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
621 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
622 so is not itself defined by this package.
624 @defspec eval-when-compile forms...
625 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
626 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
627 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
628 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
629 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
630 or other reasons.
632 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
633 @end defspec
635 @defspec load-time-value form
636 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
637 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
639 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
640 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
641 and gave it more well-defined semantics.
643 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
644 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
645 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
646 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
647 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
648 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
649 act exactly like @code{progn}.
651 @example
652 (defun report ()
653   (insert "This function was executed on: "
654           (current-time-string)
655           ", compiled on: "
656           (eval-when-compile (current-time-string))
657           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
658           ", and loaded on: "
659           (load-time-value (current-time-string))))
660 @end example
662 @noindent
663 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
664 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
666 @example
667 (setq --temp-- (current-time-string))
668 (defun report ()
669   (insert "This function was executed on: "
670           (current-time-string)
671           ", compiled on: "
672           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
673           ", and loaded on: "
674           --temp--))
675 @end example
676 @end defspec
678 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
679 @chapter Predicates
681 @noindent
682 This section describes functions for testing whether various
683 facts are true or false.
685 @menu
686 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
687 * Equality Predicates::  `equalp'
688 @end menu
690 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
691 @section Type Predicates
693 @noindent
694 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
695 predicate.
697 @defun typep object type
698 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
699 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
700 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
701 @end defun
703 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
704 or a list beginning with a symbol.
706 @itemize @bullet
707 @item
708 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
709 symbol name to form the name of a predicate function for testing
710 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
711 than @samp{-p} are used when appropriate.)
713 @item
714 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
715 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
716 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
717 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
719 @item
720 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
721 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
722 @code{(null @var{object})}.
724 @item
725 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
726 cells. Thus @code{(typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
727 @code{(atom @var{object})}.
729 @item
730 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
731 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
733 @item
734 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
735 integers in the range from 0 to 255.
737 @item
738 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
739 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
740 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
742 @item
743 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
744 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
745 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
746 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
747 is thus equivalent to @code{integer}.
749 @item
750 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
751 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
752 range.
754 @item
755 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
756 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
757 represents all objects that are integers or non-negative floats.
759 @item
760 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
761 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
762 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
763 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
765 @item
766 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
767 all objects for which @var{predicate} returns true when called
768 with that object as an argument.
769 @end itemize
771 The following function and macro (not technically predicates) are
772 related to @code{typep}.
774 @defun coerce object type
775 This function attempts to convert @var{object} to the specified
776 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
777 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
778 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
779 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
780 converted to that type if possible.  If @var{type} is
781 @code{character}, then strings of length one and symbols with
782 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
783 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
784 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
785 error.
786 @end defun
788 @defspec deftype name arglist forms...
789 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
790 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
791 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
792 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
793 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
794 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
795 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
796 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
797 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
798 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
799 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
800 default.  Some examples:
802 @example
803 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
804 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
805 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
806   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
807 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
808 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
809 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
810 @end example
812 @noindent
813 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
814 type specifier could be implemented if desired; this package does
815 not implement @code{unsigned-byte} by default.
816 @end defspec
818 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
819 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
820 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
821 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
823 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
824 @section Equality Predicates
826 @noindent
827 This package defines the Common Lisp predicate @code{equalp}.
829 @defun equalp a b
830 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
831 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
832 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
833 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
834 objects are compared as if by @code{equal}.
836 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
837 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
838 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
839 in this package since Emacs does not distinguish between integers
840 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
841 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
842 not compare strings against vectors of integers.
843 @end defun
845 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
846 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
847 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
848 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
849 which use @code{eql} for comparisons.
851 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
852 @chapter Control Structure
854 @noindent
855 The features described in the following sections implement
856 various advanced control structures, including the powerful
857 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
858 constructs.
860 @menu
861 * Assignment::             The `psetq' form
862 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
863 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
864 * Conditionals::           `case', `typecase'
865 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
866 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
867 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
868 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
869 @end menu
871 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
872 @section Assignment
874 @noindent
875 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
876 assignments are done in parallel rather than sequentially.
878 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
879 This special form (actually a macro) is used to assign to several
880 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
881 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
882 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
883 and then stores the corresponding variables afterwards.
885 @example
886 (setq x 2 y 3)
887 (setq x (+ x y)  y (* x y))
889      @result{} 5
890 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
891      @result{} 15
892 (setq x 2 y 3)
893 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
895      @result{} 5
896 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
897      @result{} 6
898 @end example
900 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
901 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
902 provides an even more convenient way to swap two variables;
903 @pxref{Modify Macros}.)
905 @code{psetq} always returns @code{nil}.
906 @end defspec
908 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
909 @section Generalized Variables
911 @noindent
912 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
913 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
914 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
915 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
916 places where Lisp values are stored.
918 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
919 arbitrary place forms on the left side rather than just
920 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
921 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
922 but without having to remember two separate functions for setting
923 and accessing every type of place.
925 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
926 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
927 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
928 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
929 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
931 @menu
932 * Basic Setf::         `setf' and place forms
933 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
934 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
935 @end menu
937 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
938 @subsection Basic Setf
940 @noindent
941 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
942 variables.
944 @defspec setf [place form]@dots{}
945 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
946 must be a valid generalized variable form.  If there are several
947 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
948 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
949 @var{form}.
951 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
952 so may appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
954 @itemize @bullet
955 @item
956 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
957 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
958 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
959 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
960 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
961 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
962 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
964 @item
965 A call to any of the following Lisp functions:
967 @smallexample
968 car                 cdr                 caar .. cddddr
969 nth                 rest                first .. tenth
970 aref                elt                 nthcdr
971 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
972 get                 get*                getf
973 gethash             subseq
974 @end smallexample
976 @noindent
977 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
978 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
979 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
980 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
981 place can be used to insert or delete at any position in a list.
982 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
983 to standard Common Lisp.
985 @item
986 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
988 @smallexample
989 buffer-file-name                  marker-position
990 buffer-modified-p                 match-data
991 buffer-name                       mouse-position
992 buffer-string                     overlay-end
993 buffer-substring                  overlay-get
994 current-buffer                    overlay-start
995 current-case-table                point
996 current-column                    point-marker
997 current-global-map                point-max
998 current-input-mode                point-min
999 current-local-map                 process-buffer
1000 current-window-configuration      process-filter
1001 default-file-modes                process-sentinel
1002 default-value                     read-mouse-position
1003 documentation-property            screen-height
1004 extent-data                       screen-menubar
1005 extent-end-position               screen-width
1006 extent-start-position             selected-window
1007 face-background                   selected-screen
1008 face-background-pixmap            selected-frame
1009 face-font                         standard-case-table
1010 face-foreground                   syntax-table
1011 face-underline-p                  window-buffer
1012 file-modes                        window-dedicated-p
1013 frame-height                      window-display-table
1014 frame-parameters                  window-height
1015 frame-visible-p                   window-hscroll
1016 frame-width                       window-point
1017 get-register                      window-start
1018 getenv                            window-width
1019 global-key-binding                x-get-secondary-selection
1020 keymap-parent                     x-get-selection
1021 local-key-binding                 
1022 mark                              
1023 mark-marker
1024 @end smallexample
1026 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1027 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1028 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1029 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1030 x (point-max))} in this case).
1032 @item
1033 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1034 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
1035 current value is a string, and where the value stored is also a
1036 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1037 destination string.  For example:
1039 @example
1040 (setq a (list "hello" "world"))
1041      @result{} ("hello" "world")
1042 (cadr a)
1043      @result{} "world"
1044 (substring (cadr a) 2 4)
1045      @result{} "rl"
1046 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1047      @result{} "o"
1048 (cadr a)
1049      @result{} "wood"
1051      @result{} ("hello" "wood")
1052 @end example
1054 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1055 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1057 @item
1058 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1059 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1060 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1061 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1062 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1063 only interesting when used with places you define yourself with
1064 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1066 @item
1067 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1068 is applied to the resulting form.
1070 @item
1071 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1072 has been made.
1073 @end itemize
1075 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1076 @code{setf} will signal an error.
1078 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1079 the proper left-to-right order; for example,
1081 @example
1082 (setf (aref vec (incf i)) i)
1083 @end example
1085 @noindent
1086 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1087 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1088 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1089 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1090 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1091 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1092 order.)
1094 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1095 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1096 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1098 @example
1099 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1100 @end example
1102 @noindent
1103 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1104 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1105 to @code{wrong-order}.
1106 @end defspec
1108 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1109 @subsection Modify Macros
1111 @noindent
1112 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1113 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1114 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1116 @defspec psetf [place form]@dots{}
1117 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1118 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1119 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1120 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1121 all the assignments are done (in an undefined order).
1122 @end defspec
1124 @defspec incf place &optional x
1125 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1126 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1127 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1128 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1130 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1131 evaluation.  For example,
1133 @example
1134 (incf (aref vec (incf i)))
1135 @end example
1137 @noindent
1138 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1139 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1140 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1141 ``obvious'' expansion,
1143 @example
1144 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1145 @end example
1147 @noindent
1148 but rather to something more like
1150 @example
1151 (let ((temp (incf i)))
1152   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1153 @end example
1155 @noindent
1156 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1157 the other generalized-variable macros.
1159 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1160 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1161 @code{(forward-char @var{n})}.
1162 @end defspec
1164 @defspec decf place &optional x
1165 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1166 by @var{x} if specified.
1167 @end defspec
1169 @defspec pop place
1170 This macro removes and returns the first element of the list stored
1171 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1172 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1173 to evaluate all subforms only once.
1174 @end defspec
1176 @defspec push x place
1177 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1178 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1179 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1180 @end defspec
1182 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1183 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1184 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1185 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1186 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1187 @xref{Lists as Sets}.
1188 @end defspec
1190 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1191 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1192 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1193 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1194 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1195 @var{d})} is equivalent to
1197 @example
1198 (prog1
1199     @var{a}
1200   (psetf @var{a} @var{b}
1201          @var{b} @var{c}
1202          @var{c} @var{d}))
1203 @end example
1205 @noindent
1206 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1207 evaluated only once each and in the apparent order.
1208 @end defspec
1210 @defspec rotatef place@dots{}
1211 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1212 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1214 @example
1215 (psetf @var{a} @var{b}
1216        @var{b} @var{c}
1217        @var{c} @var{d}
1218        @var{d} @var{a})
1219 @end example
1221 @noindent
1222 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1223 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1224 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1225 @end defspec
1227 The following macros were invented for this package; they have no
1228 analogues in Common Lisp.
1230 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1231 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1232 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1233 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1234 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1235 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1236 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1237 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1238 error.
1240 For example,
1242 @example
1243 (letf (((point) (point-min))
1244        (a 17))
1245   ...)
1246 @end example
1248 @noindent
1249 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1250 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1251 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1252 is set back to its original value and point is moved back to its
1253 original position.
1255 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1256 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1257 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1258 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1259 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1260 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1261 marker as the stored value.)
1263 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1264 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1265 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1267 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1268 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1269 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1270 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1271 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1272 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1273 @var{place})} example does not actually occur.)
1275 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1276 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1277 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1278 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1279 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1280 @end defspec
1282 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1283 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1284 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1285 @end defspec
1287 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1288 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1289 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1290 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1291 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1292 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1293 Some more examples:
1295 @example
1296 (callf abs my-number)
1297 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1298 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1299 @end example
1301 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1302 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1303 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1304 @end defspec
1306 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1307 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1308 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1309 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1310 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1311 @end defspec
1313 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1314 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1315 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1316 macros are used in the processing of symbol macros;
1317 @pxref{Macro Bindings}.
1319 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1320 @subsection Customizing Setf
1322 @noindent
1323 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1324 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1325 user to extend generalized variables in various ways.
1327 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1328 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1329 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1330 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1331 described by @var{arglist}.  The call
1333 @example
1334 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1335 @end example
1337 @noindent
1338 will be expanded to
1340 @example
1341 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1342 @end example
1344 @noindent
1345 which in turn is roughly equivalent to
1347 @example
1348 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1349 @end example
1351 For example:
1353 @example
1354 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1355 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1356 @end example
1358 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1359 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1361 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1362 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1363 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1364 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1365 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1366 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1367 building blocks.
1368 @end defspec
1370 @defspec defsetf access-fn update-fn
1371 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1372 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1373 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1374 function.  From now on,
1376 @example
1377 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1378 @end example
1380 @noindent
1381 will be expanded to
1383 @example
1384 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1385 @end example
1387 @noindent
1388 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1389 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1390 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1391 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1392 @code{setf} is supposed to behave.
1394 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1395 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1396 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1397 something more like
1399 @example
1400 (let ((temp @var{value}))
1401   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1402   temp)
1403 @end example
1405 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1406 suite of setf methods, are:
1408 @example
1409 (defsetf car setcar)
1410 (defsetf symbol-value set)
1411 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1412 @end example
1413 @end defspec
1415 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1416 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1417 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1418 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1419 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1420 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1421 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1422 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1423 function).
1425 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1427 @example
1428 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1429   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1430 @end example
1432 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1433 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1434 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1435 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1436 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1438 Another example drawn from the standard package:
1440 @example
1441 (defsetf nth (n x) (store)
1442   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1443 @end example
1444 @end defspec
1446 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1447 This is the most general way to create new place forms.  When
1448 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1449 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1450 must return a list of five items:
1452 @enumerate
1453 @item
1454 A list of @dfn{temporary variables}.
1456 @item
1457 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1458 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1459 as the first step of any operation on the generalized variable.
1461 @item
1462 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1463 from a call to @code{gensym}).
1465 @item
1466 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1467 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1468 bound as described above.
1470 @item
1471 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1472 assuming the temporaries have been bound.
1473 @end enumerate
1475 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1476 except that the method returns a list of five values rather
1477 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1478 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1480 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1482 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1483 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1484 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1485 arguments in the place form, and the first return value is a
1486 list of a corresponding number of temporary variables generated
1487 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1488 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1489 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1490 setf-method itself to optimize.
1491 @end defspec
1493 @defun get-setf-method place &optional env
1494 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1495 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1496 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1497 values as described above.  You can use this function to build
1498 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1499 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1500 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1501 which also do a number of optimizations; consult the source
1502 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1504 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1505 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1506 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1507 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1508 that called @code{get-setf-method}.
1510 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1511 and @code{substring}, each of which works by calling
1512 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1513 the result in various ways.
1514 @end defun
1516 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1517 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1518 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1519 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1520 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1521 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1522 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1523 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1524 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1525 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1526 defined later.
1528 @iftex
1529 @secno=4
1530 @end iftex
1532 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1533 @section Variable Bindings
1535 @noindent
1536 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1537 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1539 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1540 are also related to variable bindings.
1542 @menu
1543 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1544 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1545 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1546 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1547 @end menu
1549 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1550 @subsection Dynamic Bindings
1552 @noindent
1553 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1554 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1555 bind variables whose names are computed at run-time.
1557 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1558 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1559 set of variables computed at run-time.  The expressions
1560 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1561 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1562 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1563 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1564 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1565 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1566 are ignored.
1567 @end defspec
1569 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1570 @subsection Lexical Bindings
1572 @noindent
1573 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1574 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1576 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1577 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1578 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1579 local variables in a language like C:  Only the code physically
1580 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1581 may refer to the bound variables.
1583 @example
1584 (setq a 5)
1585 (defun foo (b) (+ a b))
1586 (let ((a 2)) (foo a))
1587      @result{} 4
1588 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1589      @result{} 7
1590 @end example
1592 @noindent
1593 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1594 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1595 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1596 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1597 body, without any effect on the global variable of the same name.
1599 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1600 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1601 variable.  For example:
1603 @example
1604 (defun make-adder (n)
1605   (lexical-let ((n n))
1606     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1607 (setq add17 (make-adder 17))
1608 (funcall add17 4)
1609      @result{} 21
1610 @end example
1612 @noindent
1613 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1614 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1615 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1616 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1617 call to @code{make-adder} itself.
1619 @example
1620 (defun make-counter ()
1621   (lexical-let ((n 0))
1622     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1623 (setq count-1 (make-counter))
1624 (funcall count-1 3)
1625      @result{} 3
1626 (funcall count-1 14)
1627      @result{} 17
1628 (setq count-2 (make-counter))
1629 (funcall count-2 5)
1630      @result{} 5
1631 (funcall count-1 2)
1632      @result{} 19
1633 (funcall count-2)
1634      @result{} 6
1635 @end example
1637 @noindent
1638 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1639 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1640 function object that is returned.
1642 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1643 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1644 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1645 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1646 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1647 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1648 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1649 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1650 @code{lexical-let} returns.
1652 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1653 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1654 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1655 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1656 closures:
1658 @example
1659 (defun add-to-list (x list)
1660   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1661 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1662      @result{} (8 9 12)
1663 @end example
1665 @noindent
1666 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1667 it is not necessary to make a true closure out of it.
1669 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1670 to create a named closure.  If several closures are created in the
1671 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1672 instance of the lexical variable.
1674 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1675 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1676 @end defspec
1678 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1679 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1680 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1681 @end defspec
1683 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1684 @subsection Function Bindings
1686 @noindent
1687 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1688 of variables.
1690 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1691 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1692 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1693 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1694 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1695 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1696 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1697 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1699 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1700 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1701 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1702 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1704 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1705 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1706 primitives, although note that some calls to primitive functions
1707 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1708 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1709 example,
1711 @example
1712 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1713   (do-something))
1714 @end example
1716 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1717 with a function that simply saves the messages in a list rather
1718 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1719 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1720 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1721 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1722 direct C-language calls to the message routines rather than going
1723 through the Lisp @code{message} function.
1725 @c Bug#411.
1726 Also note that many primitives (e.g. @code{+}) have special byte-compile
1727 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
1728 fail if byte-compiled.  In such cases, use @code{labels} instead.
1730 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1731 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1732 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1733 @xref{Program Structure}.
1734 @end defspec
1736 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1737 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1738 makes lexical bindings of the function names rather than
1739 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1740 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1741 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1742 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1743 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1744 compatible with Common Lisp.)
1746 Lexical scoping means that all references to the named
1747 functions must appear physically within the body of the
1748 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1749 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1750 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1751 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1752 functions.
1754 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1755 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1756 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1757 @end defspec
1759 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1760 @subsection Macro Bindings
1762 @noindent
1763 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1765 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1766 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1767 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1768 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1769 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1770 use within the body of the @code{macrolet}.
1772 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1773 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1774 affect only calls that appear physically within the body
1775 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1776 body.
1777 @end defspec
1779 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1780 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1781 like variable references rather than function calls.  Each
1782 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1783 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1784 replaced by @var{expansion}.
1786 @example
1787 (setq bar '(5 . 9))
1788 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1789   (incf foo))
1791      @result{} (6 . 9)
1792 @end example
1794 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1795 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1796 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1798 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1799 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1800 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1801 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1802 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1803 macro.
1805 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1806 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1807 expansion of another macro:
1809 @example
1810 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1811   (let ((var (gensym)))
1812     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1813           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1814                  body))))
1816 (setq mylist '(1 2 3 4))
1817 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1818 mylist
1819      @result{} (2 3 4 5)
1820 @end example
1822 @noindent
1823 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1824 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1825 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1826 shown here expands to
1828 @example
1829 (loop for G1234 on mylist do
1830       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1831         (incf x)))
1832 @end example
1834 @noindent
1835 which in turn expands to
1837 @example
1838 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1839 @end example
1841 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1842 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1843 works much like @code{my-dolist}.
1844 @end defspec
1846 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1847 @section Conditionals
1849 @noindent
1850 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1851 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1853 @defspec case keyform clause@dots{}
1854 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1855 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1856 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1857 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1858 of the form
1860 @example
1861 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1862 @end example
1864 @noindent
1865 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1866 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1867 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1868 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1869 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1870 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1871 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1872 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1873 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1874 enclose the symbol in a list.)
1876 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1877 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1878 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1880 @example
1881 (case (read-char)
1882   (?a (do-a-thing))
1883   (?b (do-b-thing))
1884   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1885   (t (do-other-thing)))
1886 @end example
1887 @end defspec
1889 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1890 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1891 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1892 simply returning @code{nil}.
1893 @end defspec
1895 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1896 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1897 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1898 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1899 for a description of type specifiers.  For example,
1901 @example
1902 (typecase x
1903   (integer (munch-integer x))
1904   (float (munch-float x))
1905   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1906   (t (munch-anything x)))
1907 @end example
1909 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1910 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1911 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1912 @end defspec
1914 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1915 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1916 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1917 simply returning @code{nil}.
1918 @end defspec
1920 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1921 @section Blocks and Exits
1923 @noindent
1924 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1925 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1926 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1927 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1928 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1929 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1931 @defspec block name forms@dots{}
1932 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1933 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1934 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1935 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1936 a @code{return-from} occurs.
1938 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1939 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1940 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1941 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1942 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1943 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1944 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1945 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1946 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1947 They may not appear within other called functions, although they may
1948 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1949 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1951 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1952 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1953 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1954 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
1955 forms which do create the implicit block.
1957 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1958 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
1959 just as in Common Lisp.
1961 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1962 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1963 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1964 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1965 if the block does
1966 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
1967 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
1968 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
1969 support it.
1970 @end defspec
1972 @defspec return-from name [result]
1973 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1974 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1975 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1976 Otherwise, @code{nil} is returned.
1977 @end defspec
1979 @defspec return [result]
1980 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
1981 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
1982 themselves in @code{nil} blocks.
1983 @end defspec
1985 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
1986 @section Iteration
1988 @noindent
1989 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1990 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
1991 loop.
1993 @defspec loop forms@dots{}
1994 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
1995 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1996 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1997 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1998 The simple form of @code{loop} is described here.
2000 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2001 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2002 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2003 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2005 @example
2006 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2007 @end example
2009 @noindent
2010 is exactly equivalent to
2012 @example
2013 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2014 @end example
2016 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2017 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2018 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2019 in the above notation would simply access and throw away the
2020 value of a variable.)
2021 @end defspec
2023 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2024 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2025 of the form
2027 @example
2028 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2029 @end example
2031 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2032 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2033 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2034 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2035 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2036 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2037 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2038 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2039 values) to produce the result returned by @code{do}.
2041 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2042 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2043 loop at any time.
2045 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2046 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2047 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2048 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2049 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2050 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2051 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2052 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2053 @code{let}.
2055 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2056 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2057 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2058 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2059 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2060 the rest of the loop.
2062 @example
2063 (do ((x foo (cdr x))
2064      (y bar (cdr y))
2065      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2066   ((or (null x) (null y))
2067    (nreverse z)))
2068 @end example
2069 @end defspec
2071 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2072 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2073 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2074 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2075 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2077 Here is another way to write the above loop:
2079 @example
2080 (do* ((xp foo (cdr xp))
2081       (yp bar (cdr yp))
2082       (x (car xp) (car xp))
2083       (y (car yp) (car yp))
2084       z)
2085   ((or (null xp) (null yp))
2086    (nreverse z))
2087   (push (f x y) z))
2088 @end example
2089 @end defspec
2091 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2092 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2093 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2094 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2095 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2096 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2097 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2098 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2099 @end defspec
2101 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2102 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2103 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2104 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2105 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2106 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2107 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2108 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2109 @end defspec
2111 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2112 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2113 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2114 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2115 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2116 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2117 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2118 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2119 @end defspec
2121 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2122 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2123 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2124 @end defspec
2126 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2127 iterating over vectors or lists.
2129 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2130 @section Loop Facility
2132 @noindent
2133 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2134 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2135 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2136 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2138 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2139 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2140 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2142 @menu
2143 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2144 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2145 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2146 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2147 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2148 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2149 @end menu
2151 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2152 @subsection Loop Basics
2154 @noindent
2155 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2156 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2157 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2158 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2160 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2161 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2162 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2164 @defspec loop clauses@dots{}
2165 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2166 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2167 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2168 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2169 specify initializations, such as the binding of temporary
2170 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2171 and final cleanup.
2173 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2174 loop:
2176 @example
2177 (loop @var{name-clause}
2178       @var{var-clauses}@dots{}
2179       @var{action-clauses}@dots{})
2180 @end example
2182 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2183 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2184 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2185 variables should be bound during the loop, and how they should
2186 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2187 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2188 as computing, collecting, and returning values.
2190 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2191 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2192 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2193 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2194 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2196 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2197 them to return a value by using an accumulation clause like
2198 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2199 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2200 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2201 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2202 break out of the loop.)
2203 @end defspec
2205 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2206 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2207 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2208 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2210 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2211 @subsection Loop Examples
2213 @noindent
2214 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2215 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2216 language.
2218 @example
2219 (loop for buf in (buffer-list)
2220       collect (buffer-file-name buf))
2221 @end example
2223 @noindent
2224 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2225 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2226 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2227 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2228 The result is a list of the file names of all the buffers in
2229 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2230 are reserved words in the @code{loop} language.
2232 @example
2233 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2234 @end example
2236 @noindent
2237 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2238 current buffer.
2240 @example
2241 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2242 @end example
2244 @noindent
2245 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2246 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2247 the loop exits immediately.
2249 @example
2250 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2251 @end example
2253 @noindent
2254 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2255 is always called at least once.
2257 @example
2258 (loop for x from 1 to 100
2259       for y = (* x x)
2260       until (>= y 729)
2261       finally return (list x (= y 729)))
2262 @end example
2264 @noindent
2265 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2266 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2267 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2268 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2269 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2270 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2271 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2272 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2273 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2274 (This particular example was written less concisely than it
2275 could have been, just for the sake of illustration.)
2277 Note that even though this loop contains three clauses (two
2278 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2279 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2280 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2281 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2283 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2284 @subsection For Clauses
2286 @noindent
2287 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2288 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2289 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2290 and usually an end condition based on those variables.
2292 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2293 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2294 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2295 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2296 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2297 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2298 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2299 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2300 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2301 is purely a matter of style.
2303 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2305 @example
2306 (setq i 'happy)
2307 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2309      @result{} happy
2310 @end example
2312 @table @code
2313 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2314 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2315 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2316 term so that the clause is marked as a counting clause.
2318 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2319 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2320 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2321 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2322 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2323 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2324 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2325 counts in steps of one.
2327 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2328 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2329 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2330 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2331 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2332 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2333 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2334 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2336 @example
2337 (loop for x to 10 collect x)
2338      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2339 (loop for x below 10 collect x)
2340      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2341 @end example
2343 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2344 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2345 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2346 itself.
2348 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2349 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2350 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2351 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2352 function taking one argument.  For example:
2354 @example
2355 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2356      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2357 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2358      @result{} (1 9 25)
2359 @end example
2361 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2362 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2364 @example
2365 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2366      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2367 @end example
2369 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2370 must be a list.  For example:
2372 @example
2373 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2374 @end example
2376 @noindent
2377 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2378 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2379 @var{x} was the last animal in the sequence.
2381 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2382 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2383 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2384 rather than just a temporary variable.  For example,
2386 @example
2387 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2388 @end example
2390 @noindent
2391 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2392 is an extension to standard Common Lisp.
2394 @item for @var{var} across @var{array}
2395 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2396 which may be a vector or a string.
2398 @example
2399 (loop for x across "aeiou"
2400       do (use-vowel (char-to-string x)))
2401 @end example
2403 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2404 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2405 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2407 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2408 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2409 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2410 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2411 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2412 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2413 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2415 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2416 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2417 term of the older macros is not supported.
2419 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2420 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2421 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2423 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2424 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2425 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2426 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2427 an unspecified order.
2429 As an example,
2431 @example
2432 (loop for sym being the symbols
2433       when (fboundp sym)
2434       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2435       collect sym)
2436 @end example
2438 @noindent
2439 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2441 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2442 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2444 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2445 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2446 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2447 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2448 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2449 or @code{while}.
2451 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2452 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2453 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2454 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2455 a second variable to the opposite part.
2457 @example
2458 (loop for k being the hash-keys of h
2459             using (hash-values v)
2460       do
2461       (message "key %S -> value %S" k v))
2462 @end example
2464 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2465 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2466 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2467 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2468 (parent) keymaps.
2469 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2470 together.
2472 @example
2473 (loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2474             using (key-bindings b)
2475       do
2476       (message "key %S -> binding %S" c b))
2477 @end example
2480 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2481 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2482 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2483 vectors.  The strings or vectors
2484 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2485 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2486 clause to get the command bindings as well.
2488 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2489 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2490 (the clause @code{extents} is synonymous
2491 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2492 buffer is used.
2493 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2494 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2495 overlap the specified region.
2497 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2498 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2499 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2500 of start and end positions, where one start position is always equal
2501 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2502 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2503 term restricts the search to just the specified property.  The
2504 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2506 @item for @var{var} being the frames
2507 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2508 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2509 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2511 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2512 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2513 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2514 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2515 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2516 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2517 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2518 @code{walk-windows} instead.
2520 @item for @var{var} being the buffers
2521 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2522 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2524 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2525 This clause does a general iteration.  The first time through
2526 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2527 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2528 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2529 these two loops are effectively the same:
2531 @example
2532 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2533 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2534 @end example
2536 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2537 of terminating condition; the above example combines it with a
2538 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2540 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2541 the initial setting and for successive settings:
2543 @example
2544 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2545 @end example
2547 @noindent
2548 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2549 function until it gets a positive one, which it then returns.
2550 @end table
2552 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2553 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2554 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2555 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2556 and @code{psetq}).
2558 @example
2559 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2560      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2561 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2562      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2563 @end example
2565 @noindent
2566 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2567 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2568 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2569 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2570 through the loop.
2572 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2573 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2574 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2575 of variables instead of a single variable.  The values produced
2576 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2577 stored in the corresponding variables.
2579 @example
2580 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2581      @result{} (5 9 13)
2582 @end example
2584 In loop destructuring, if there are more values than variables
2585 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2586 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2587 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2588 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2589 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2590 to process an alist
2592 @example
2593 (loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2594       collect value)
2595      @result{} (1 2)
2596 @end example
2598 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2599 @subsection Iteration Clauses
2601 @noindent
2602 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2603 that control the way the loop operates.  They might be used by
2604 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2606 @table @code
2607 @item repeat @var{integer}
2608 This clause simply counts up to the specified number using an
2609 internal temporary variable.  The loops
2611 @example
2612 (loop repeat (1+ n) do ...)
2613 (loop for temp to n do ...)
2614 @end example
2616 @noindent
2617 are identical except that the second one forces you to choose
2618 a name for a variable you aren't actually going to use.
2620 @item while @var{condition}
2621 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2622 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2623 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2624 that surrounds the second one:
2626 @example
2627 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2628 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2629 @end example
2631 @item until @var{condition}
2632 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2633 i.e., non-@code{nil}.
2635 @item always @var{condition}
2636 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2637 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2638 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2639 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2641 @example
2642 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2643     (some-big-sizes)
2644   (no-big-sizes))
2645 @end example
2647 @item never @var{condition}
2648 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2649 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2651 @item thereis @var{condition}
2652 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2653 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2654 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2655 @end table
2657 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2658 @subsection Accumulation Clauses
2660 @noindent
2661 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2662 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2663 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2665 @table @code
2666 @item collect @var{form}
2667 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2668 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2670 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2671 likewise for the other accumulation clauses.
2673 @item append @var{form}
2674 This clause collects lists of values into a result list using
2675 @code{append}.
2677 @item nconc @var{form}
2678 This clause collects lists of values into a result list by
2679 destructively modifying the lists rather than copying them.
2681 @item concat @var{form}
2682 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2683 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2684 standard Common Lisp.)
2686 @item vconcat @var{form}
2687 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2688 into a vector.
2690 @item count @var{form}
2691 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2692 evaluates to a non-@code{nil} value.
2694 @item sum @var{form}
2695 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2696 @var{form}, which must evaluate to a number.
2698 @item maximize @var{form}
2699 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2700 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2701 @code{maximize} is executed zero times.
2703 @item minimize @var{form}
2704 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2705 @end table
2707 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2708 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2709 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2710 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2711 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2712 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2713 the accumulated result.
2715 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2716 accumulate into the same place.  From Steele:
2718 @example
2719 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2720       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2721       collect name
2722       append kids)
2723      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2724 @end example
2726 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2727 @subsection Other Clauses
2729 @noindent
2730 This section describes the remaining loop clauses.
2732 @table @code
2733 @item with @var{var} = @var{value}
2734 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2735 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2736 loops are basically equivalent:
2738 @example
2739 (loop with x = 17 do ...)
2740 (let ((x 17)) (loop do ...))
2741 (loop for x = 17 then x do ...)
2742 @end example
2744 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2745 in the rest of the loop.  For example:
2747 @example
2748 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2749       finally return res)
2750 @end example
2752 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2753 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2754 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2755 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2756 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2757 front of @code{res} rather than the end.
2759 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2760 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2761 unnecessary.)
2763 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2764 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2765 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2766 @code{let} instead.
2768 @item if @var{condition} @var{clause}
2769 This clause executes the following loop clause only if the specified
2770 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2771 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2772 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2773 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2774 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2775 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2776 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2778 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2779 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2781 @example
2782 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2783      @result{} (6 13 -1)
2784 (loop for x below 10
2785       if (oddp x)
2786         collect x into odds
2787         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2788       else
2789         collect x into evens
2790       finally return (vector odds evens))
2791      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2792 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2793      @result{} (6 7 13 -1)
2794 (loop <@r{same thing again}>)
2795      @result{} (13 -1)
2796 @end example
2798 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2799 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2800 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2801 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2802 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2803 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2804 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2805 returns early; the actual returned value is based on the result
2806 of the @code{memq} call.
2808 @item when @var{condition} @var{clause}
2809 This clause is just a synonym for @code{if}.
2811 @item unless @var{condition} @var{clause}
2812 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2813 sense of the condition is reversed.
2815 @item named @var{name}
2816 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2817 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2818 used as the block name.
2820 @item initially [do] @var{forms}...
2821 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2822 executed before the loop itself begins (but after any variables
2823 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2824 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2825 if there are several, they are executed in the order they appear
2826 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2828 @item finally [do] @var{forms}...
2829 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2830 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2831 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2832 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2833 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2835 @item finally return @var{form}
2836 This says that @var{form} should be executed after the loop
2837 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2838 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2839 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2840 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2841 is executed.
2843 @item do @var{forms}...
2844 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2845 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2846 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2847 @code{do}.
2849 @item return @var{form}
2850 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2851 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2852 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2853 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2854 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2855 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2857 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2858 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2859 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2860 efficiently, though.
2861 @end table
2863 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2864 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2865 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2866 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2867 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2868 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2869 file @file{cl-macs.el} for details.
2871 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2872 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2873 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2874 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2875 buffers are Emacs-specific extensions.
2877 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2878 @section Multiple Values
2880 @noindent
2881 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2882 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2883 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2884 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2885 than one value either return just the first value (as in
2886 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2887 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2888 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2889 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2890 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2891 in Emacs.
2893 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2894 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2895 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2896 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2897 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2898 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2899 values, the excess values are ignored.
2900 @end defspec
2902 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2903 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2904 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2905 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2906 in @code{multiple-value-bind}.
2907 @end defspec
2909 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2910 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2911 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2912 but under certain circumstances would leave spurious return
2913 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2914 form would see them.
2916 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2917 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2919 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2920 @chapter Macros
2922 @noindent
2923 This package implements the various Common Lisp features of
2924 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2925 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2926 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2927 @xref{Argument Lists}.
2929 Destructuring is made available to the user by way of the
2930 following macro:
2932 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2933 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2934 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2935 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2936 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2937 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2938 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2939 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2940 or with incorrect keyword arguments.
2941 @end defspec
2943 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2944 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2945 optimizations for your functions.
2947 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2948 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2949 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2950 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2951 @code{macroexpand} function.
2953 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2954 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2955 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2956 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2957 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2958 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2959 function, leaving complicated cases alone.
2961 For example, here is a simplified version of a definition that
2962 appears as a standard part of this package:
2964 @example
2965 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2966   (if (and (null keys)
2967            (eq (car-safe a) 'quote)
2968            (not (floatp-safe (cadr a))))
2969       (list 'memq a list)
2970     form))
2971 @end example
2973 @noindent
2974 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
2975 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2976 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2977 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2978 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
2979 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
2980 common @code{:test} predicates.)
2981 @end defspec
2983 @defun compiler-macroexpand form
2984 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2985 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2986 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2987 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2988 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2989 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2990 for which no further expansion is possible.
2991 @end defun
2993 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
2994 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2995 definitions.
2997 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
2998 @chapter Declarations
3000 @noindent
3001 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
3002 mechanism that allows you to give the compiler special hints
3003 about the types of data that will be stored in particular variables,
3004 and about the ways those variables and functions will be used.  This
3005 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
3006 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
3007 and @code{the}.
3009 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
3010 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
3011 to benefit from type information, and @code{special} declarations
3012 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
3013 declarations are meaningful when the optimizing byte
3014 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
3015 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3017 @defun proclaim decl-spec
3018 This function records a ``global'' declaration specified by
3019 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3020 is evaluated and thus should normally be quoted.
3021 @end defun
3023 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3024 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3025 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3026 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3027 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3028 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3029 since normally the declarations are meant to influence the way the
3030 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3031 form.)
3032 @end defspec
3034 @defspec declare decl-specs@dots{}
3035 This macro is used to make declarations within functions and other
3036 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3037 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3038 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3039 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3040 is @code{special}.
3041 @end defspec
3043 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3044 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3045 @end defspec
3047 @defspec the type form
3048 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3049 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3050 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3051 make use of this information.
3053 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3054 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3055 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3056 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3057 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3058 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3059 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3060 @end defspec
3062 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3063 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3064 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3065 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3066 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3067 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3068 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3070 @table @code
3071 @item special
3072 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3073 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3074 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3075 variables are intentionally being referred to without being
3076 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3077 warnings for such references, since they could be typographical
3078 errors for references to local variables.
3080 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3081 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3082 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3083 do not warn for non-local references).
3085 In top-level contexts, it is generally better to write
3086 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3087 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3088 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3089 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3090 to work correctly with all compilers.
3092 @item inline
3093 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3094 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3095 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3096 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3097 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3098 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3099 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3100 function call.
3102 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3103 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3104 and declare it inline all at once.
3106 @example
3107 (declaim (inline foo bar))
3108 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3109 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3110 @end example
3112 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
3113 containing source file is done.  It is correct to use it to
3114 request that a function you have defined should be inlined,
3115 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3116 function.
3118 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3119 before a particular call to a function to cause just that call to
3120 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3121 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3122 this package.
3124 @item notinline
3125 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3126 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3127 declaration.
3129 @item optimize
3130 This declaration controls how much optimization is performed by
3131 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3132 compilers.
3134 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3135 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3136 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3137 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3138 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3139 The default level for both qualities is 1.
3141 In this package, with the optimizing compiler, the
3142 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3143 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3144 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3145 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3146 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3147 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3148 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3149 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3150 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3151 at run-time.)
3153 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3154 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3155 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3156 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3157 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3159 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3160 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3161 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3162 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3163 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3164 will set the new optimization level, but that level will not
3165 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3167 @item warn
3168 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3169 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3170 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3171 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3172 qualities.  The currently supported warning types are
3173 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3174 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3175 disable these warnings and any higher value will enable them.
3176 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3177 @end table
3179 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3180 @chapter Symbols
3182 @noindent
3183 This package defines several symbol-related features that were
3184 missing from Emacs Lisp.
3186 @menu
3187 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3188 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3189 @end menu
3191 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3192 @section Property Lists
3194 @noindent
3195 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3196 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3197 There are also functions for working with property lists as
3198 first-class data structures not attached to particular symbols.
3200 @defun get* symbol property &optional default
3201 This function is like @code{get}, except that if the property is
3202 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3203 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3204 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3205 Lisp's @code{get}.)
3207 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3208 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3209 @end defun
3211 @defun remprop symbol property
3212 This function removes the entry for @var{property} from the property
3213 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3214 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3215 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3216 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3217 to distinguish between a missing property and a property whose value
3218 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3219 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3220 @end defun
3222 @defun getf place property &optional default
3223 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3224 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3225 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3226 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3227 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3228 is given).
3230 In particular,
3232 @example
3233 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3234 @end example
3236 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3237 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3238 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3239 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3240 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3241 pair onto the list if the property is not yet present.
3243 @example
3244 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3245 @end example
3247 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3248 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3250 @example
3251 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3252 @end example
3254 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3255 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3257 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3258 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3259 expression.
3260 @end defun
3262 @defspec remf place property
3263 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3264 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3265 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3266 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3267 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3268 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3269 out the property and value cells.
3270 @end defspec
3272 @iftex
3273 @secno=2
3274 @end iftex
3276 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3277 @section Creating Symbols
3279 @noindent
3280 These functions create unique symbols, typically for use as
3281 temporary variables.
3283 @defun gensym &optional x
3284 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3285 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3286 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3287 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3288 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3289 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3290 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3291 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3292 code.
3293 @end defun
3295 @defvar *gensym-counter*
3296 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3297 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3298 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3299 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3300 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3301 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3302 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3303 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3304 symbols remain uninterned after loading.)
3305 @end defvar
3307 @defun gentemp &optional x
3308 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3309 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3310 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3311 again until a new symbol is generated.
3312 @end defun
3314 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3315 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3316 automatically creates all keywords that are called for by
3317 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3318 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3319 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3321 @iftex
3322 @chapno=11
3323 @end iftex
3325 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3326 @chapter Numbers
3328 @noindent
3329 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3330 which were left out of Emacs Lisp.
3332 @menu
3333 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3334 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3335 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3336 * Implementation Parameters::   `most-positive-float'
3337 @end menu
3339 @iftex
3340 @secno=1
3341 @end iftex
3343 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3344 @section Predicates on Numbers
3346 @noindent
3347 These functions return @code{t} if the specified condition is
3348 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3350 @defun plusp number
3351 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3352 error if the argument is not a number.
3353 @end defun
3355 @defun minusp number
3356 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3357 error if the argument is not a number.
3358 @end defun
3360 @defun oddp integer
3361 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3362 error if the argument is not an integer.
3363 @end defun
3365 @defun evenp integer
3366 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3367 error if the argument is not an integer.
3368 @end defun
3370 @defun floatp-safe object
3371 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3372 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3373 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3374 @end defun
3376 @iftex
3377 @secno=3
3378 @end iftex
3380 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3381 @section Numerical Functions
3383 @noindent
3384 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3386 @defun gcd &rest integers
3387 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3388 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3389 For zero arguments, it returns zero.
3390 @end defun
3392 @defun lcm &rest integers
3393 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3394 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3395 For zero arguments, it returns one.
3396 @end defun
3398 @defun isqrt integer
3399 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3400 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3401 square root of the argument.
3402 @end defun
3404 @defun floor* number &optional divisor
3405 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3406 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3407 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3409 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3410 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3411 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3412 first return value to yield the argument again.  If the argument
3413 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3414 If the argument is a floating-point number, the first
3415 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3416 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3418 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3419 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3420 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3421 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3422 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3423 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3424 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3425 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3427 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3428 function, except that it returns the two results in a list since
3429 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3430 @end defun
3432 @defun ceiling* number &optional divisor
3433 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3434 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3435 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3436 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3437 @end defun
3439 @defun truncate* number &optional divisor
3440 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3441 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3442 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3443 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3444 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3445 the same sign as @var{number}.
3446 @end defun
3448 @defun round* number &optional divisor
3449 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3450 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3451 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3452 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3453 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3454 @end defun
3456 @defun mod* number divisor
3457 This function returns the same value as the second return value
3458 of @code{floor}.
3459 @end defun
3461 @defun rem* number divisor
3462 This function returns the same value as the second return value
3463 of @code{truncate}.
3464 @end defun
3466 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3467 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3468 to certain function names to avoid conflicts with existing
3469 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3470 multiple values is different.
3472 @iftex
3473 @secno=8
3474 @end iftex
3476 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3477 @section Random Numbers
3479 @noindent
3480 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3481 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3482 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3483 random numbers than the simple generators supplied by many
3484 operating systems.
3486 @defun random* number &optional state
3487 This function returns a random nonnegative number less than
3488 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3489 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3490 which holds the state of the random number generator.  The
3491 function modifies this state object as a side effect.  If
3492 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3493 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3494 @code{random-state} object.
3495 @end defun
3497 @defvar *random-state*
3498 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3499 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3500 alternative state object.  Since any number of programs in the
3501 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3502 fashion, the sequence generated from this variable will be
3503 irreproducible for all intents and purposes.
3504 @end defvar
3506 @defun make-random-state &optional state
3507 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3508 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3509 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3510 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3511 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3512 random-state object) will return identical sequences of random
3513 numbers.
3515 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3516 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3517 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3518 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3519 be an integer in which case the new object is seeded from that
3520 integer; each different integer seed will result in a completely
3521 different sequence of random numbers.
3523 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3524 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3525 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3526 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3527 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3528 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3529 from the file.
3530 @end defun
3532 @defun random-state-p object
3533 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3534 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3535 @end defun
3537 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3538 @section Implementation Parameters
3540 @noindent
3541 This package defines several useful constants having to with numbers.
3543 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3544 This package determines their values by exercising the computer's
3545 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3546 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3547 function that must be called before the parameters can be used.
3549 @defun cl-float-limits
3550 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3551 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3552 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3553 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3554 parameters have already been initialized, the function returns
3555 immediately.
3557 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3558 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3559 unusual, e.g., decimal.
3560 @end defun
3562 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3563 precisions, it has families of constants like
3564 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3565 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3566 floating-point precision, so this package omits the precision word
3567 from the constants' names.
3569 @defvar most-positive-float
3570 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3571 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3572 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3573 is approximately @code{1.79e+308}.
3574 @end defvar
3576 @defvar most-negative-float
3577 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3578 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3579 @end defvar
3581 @defvar least-positive-float
3582 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3583 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3584 supported or @code{2.22e-308} if not.
3585 @end defvar
3587 @defvar least-positive-normalized-float
3588 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3589 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3590 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3591 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3592 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3593 will always equal @code{least-positive-float}.
3594 @end defvar
3596 @defvar least-negative-float
3597 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3598 @end defvar
3600 @defvar least-negative-normalized-float
3601 This constant is the negative counterpart of
3602 @code{least-positive-normalized-float}.
3603 @end defvar
3605 @defvar float-epsilon
3606 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3607 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3608 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3609 is about @code{2.22e-16}.
3610 @end defvar
3612 @defvar float-negative-epsilon
3613 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3614 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3615 @code{1.11e-16}.
3616 @end defvar
3618 @iftex
3619 @chapno=13
3620 @end iftex
3622 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3623 @chapter Sequences
3625 @noindent
3626 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3627 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3628 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3629 @code{length}; this package defines most of the rest.
3631 @menu
3632 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3633 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3634 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3635 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3636 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3637 @end menu
3639 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3640 @section Sequence Basics
3642 @noindent
3643 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3644 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3645 may appear in any order.
3647 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3648 function of one argument.  This key function is used as a filter
3649 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3650 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3651 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3652 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3653 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3654 the identity function.
3656 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3657 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3658 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3659 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3660 function in the same order as the original sequence function
3661 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3662 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3663 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3664 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3665 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3666 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3668 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3669 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3670 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3671 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3672 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3674 @example
3675 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3676 @end example
3678 @noindent
3679 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3681 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3682 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3683 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3684 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3685 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3686 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3687 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3688 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3689 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3690 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3691 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3693 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3694 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3695 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3696 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3697 to be removed or otherwise processed.
3699 The sequence functions make no guarantees about the order in
3700 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3701 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3702 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3703 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3704 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3705 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3706 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3707 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3709 Strings may contain ``text properties'' as well
3710 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3711 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3712 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3713 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3714 result.
3716 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3717 @section Mapping over Sequences
3719 @noindent
3720 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3721 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3722 built-in function @code{mapcar}.
3724 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3725 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3726 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3727 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3728 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3729 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3730 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3731 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3732 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3733 is always a list.
3735 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3736 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3737 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3738 superset of both.
3739 @end defun
3741 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3742 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3743 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3744 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3745 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3746 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3747 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3748 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3749 @end defun
3751 @defun maplist function list &rest more-lists
3752 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3753 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3754 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3755 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3756 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3757 @code{car}s of the advancing pointers.
3758 @end defun
3760 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3761 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3762 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3763 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3764 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3765 primitive @code{mapc}.
3766 @end defun
3768 @defun mapl function list &rest more-lists
3769 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3770 the values returned by @var{function}.
3771 @end defun
3773 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3774 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3775 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3776 rather than simply collecting them into a list.
3777 @end defun
3779 @defun mapcon function list &rest more-lists
3780 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3781 the return values using @code{nconc}.
3782 @end defun
3784 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3785 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3786 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3787 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3788 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3789 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3790 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3791 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3792 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3793 @end defun
3795 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3796 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3797 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3798 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3799 for all elements.
3800 @end defun
3802 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3803 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3804 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3805 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3806 was @code{nil} for all elements.
3807 @end defun
3809 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3810 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3811 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3812 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3813 true for all elements.
3814 @end defun
3816 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3817 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3818 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3819 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3820 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3821 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3822 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3823 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3824 an explicit call to @code{reduce}.
3826 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3827 of left-associative:
3829 @example
3830 (reduce '- '(1 2 3 4))
3831      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3832 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3833      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3834 @end example
3836 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3837 is called on each of the sequence elements in turn.
3839 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3840 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3841 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3843 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3844 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3845 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3846 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3847 @end defun
3849 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3850 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3851 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3852 function calls.
3854 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3855 @section Sequence Functions
3857 @noindent
3858 This section describes a number of Common Lisp functions for
3859 operating on sequences.
3861 @defun subseq sequence start &optional end
3862 This function returns a given subsequence of the argument
3863 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3864 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3865 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3866 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3867 return value is always a copy; it does not share structure
3868 with @var{sequence}.
3870 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3871 may be negative, in which case they represent a distance back
3872 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3873 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3874 the @emph{only} sequence function that allows negative
3875 @var{start} and @var{end}.
3877 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3878 specified range of elements with elements from another sequence.
3879 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3880 @end defun
3882 @defun concatenate result-type &rest seqs
3883 This function concatenates the argument sequences together to
3884 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3885 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3886 arguments are always copied, even in cases such as
3887 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3888 identical to an argument.
3889 @end defun
3891 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3892 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3893 part of the sequence) with the value @var{item}.
3894 @end defun
3896 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3897 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3898 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3899 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3900 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3902 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3903 will work correctly even if the regions indicated by the start
3904 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3905 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3906 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3907 is undefined.
3908 @end defun
3910 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3911 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3912 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3913 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3914 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3915 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3916 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3917 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3918 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3919 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3920 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3921 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3922 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3923 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3924 if @var{count} was also specified).
3925 @end defun
3927 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3928 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3929 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3930 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3931 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3932 list if necessary to preserve the original list, whereas
3933 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3934 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3935 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3936 @end defun
3938 @findex remove-if
3939 @findex remove-if-not
3940 @findex delete-if
3941 @findex delete-if-not
3942 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3943 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3945 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3946 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3947 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3948 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3949 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3950 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3951 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3952 examined or removed.
3953 @end defun
3955 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3956 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3957 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3958 @end defun
3960 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3961 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3962 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3963 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3964 used to limit the number of substitutions made.
3965 @end defun
3967 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3968 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
3969 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3970 by returning a changed copy of the sequence.
3971 @end defun
3973 @findex substitute-if
3974 @findex substitute-if-not
3975 @findex nsubstitute-if
3976 @findex nsubstitute-if-not
3977 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
3978 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
3979 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
3981 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
3982 @section Searching Sequences
3984 @noindent
3985 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3986 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
3988 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3989 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3990 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3991 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3992 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3993 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3994 limit the range of elements that are searched.
3995 @end defun
3997 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3998 This function is like @code{find}, except that it returns the
3999 integer position in the sequence of the matching item rather than
4000 the item itself.  The position is relative to the start of the
4001 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
4002 returns @code{nil} if no matching element was found.
4003 @end defun
4005 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
4006 This function returns the number of elements of @var{seq} which
4007 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
4008 @end defun
4010 @findex find-if
4011 @findex find-if-not
4012 @findex position-if
4013 @findex position-if-not
4014 @findex count-if
4015 @findex count-if-not
4016 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4017 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4018 functions are defined similarly.
4020 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4021 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4022 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4023 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4024 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4025 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4026 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4027 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4028 the two otherwise-matching sequences runs out.
4030 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4031 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4032 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4033 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4035 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4036 which compares two strings case-insensitively.
4037 @end defun
4039 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4040 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4041 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4042 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4043 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4044 The return value is the index of the leftmost element of the
4045 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4046 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4047 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4048 @end defun
4050 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4051 @section Sorting Sequences
4053 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4054 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4055 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4056 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4057 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4058 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4059 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4060 numbers into decreasing rather than increasing order.
4062 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4063 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4064 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4065 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4067 @example
4068 (setq data (sort* data 'string-lessp :key 'downcase))
4069 @end example
4071 @noindent
4072 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4073 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4074 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
4075 simple accessor though, it's used heavily in the current
4076 implementation.
4078 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4079 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4080 @end defun
4082 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4083 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4084 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4085 be rearranged out of their original order by the sort.
4087 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4088 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4089 stable by default.  However, this package reserves the right to
4090 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4091 @end defun
4093 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4094 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4095 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4096 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4097 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4098 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4099 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4100 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4101 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4102 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4103 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4104 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4105 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4106 @var{predicate}.
4107 @end defun
4109 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4110 @chapter Lists
4112 @noindent
4113 The functions described here operate on lists.
4115 @menu
4116 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4117 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4118 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4119 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4120 @end menu
4122 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4123 @section List Functions
4125 @noindent
4126 This section describes a number of simple operations on lists,
4127 i.e., chains of cons cells.
4129 @defun caddr x
4130 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4131 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4132 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4133 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4134 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4135 @end defun
4137 @defun first x
4138 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4139 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4140 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4141 @end defun
4143 @defun rest x
4144 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4145 @end defun
4147 @defun endp x
4148 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4149 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4150 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4151 for @code{null}.
4152 @end defun
4154 @defun list-length x
4155 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4156 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4157 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4158 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4159 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4160 @end defun
4162 @defun list* arg &rest others
4163 This function constructs a list of its arguments.  The final
4164 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4165 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4166 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4167 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4168 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4170 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4171 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4172 or @code{defun*}.)
4173 @end defun
4175 @defun ldiff list sublist
4176 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4177 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4178 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4179 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4180 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4181 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4182 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4183 is returned.
4184 @end defun
4186 @defun copy-list list
4187 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4188 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4189 @end defun
4191 @defun copy-tree x &optional vecp
4192 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4193 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4194 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4195 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4196 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4197 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4198 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4199 cons cells.
4200 @end defun
4202 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4203 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4204 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4205 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4206 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4207 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4208 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4209 @end defun
4211 @iftex
4212 @secno=3
4213 @end iftex
4215 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4216 @section Substitution of Expressions
4218 @noindent
4219 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4220 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4221 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4223 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4224 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4225 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4226 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4227 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4228 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4229 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4230 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4231 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4232 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4233 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4234 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4235 but not to @var{old}.
4236 @end defun
4238 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4239 This function is like @code{subst}, except that it works by
4240 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4241 rather than copying.
4242 @end defun
4244 @findex subst-if
4245 @findex subst-if-not
4246 @findex nsubst-if
4247 @findex nsubst-if-not
4248 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4249 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4251 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4252 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4253 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4254 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4255 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4256 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4257 @code{cdr}.
4258 @end defun
4260 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4261 This is a destructive version of @code{sublis}.
4262 @end defun
4264 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4265 @section Lists as Sets
4267 @noindent
4268 These functions perform operations on lists which represent sets
4269 of elements.
4271 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4272 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4273 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4274 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4275 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4276 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4277 @xref{Sequences}.
4279 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4280 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4281 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4282 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4283 @end defun
4285 @findex member-if
4286 @findex member-if-not
4287 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4288 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4290 @defun tailp sublist list
4291 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4292 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4293 any of its @code{cdr}s.
4294 @end defun
4296 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4297 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4298 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4299 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4300 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4301 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4302 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4303 become part of the list.
4304 @end defun
4306 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4307 This function combines two lists which represent sets of items,
4308 returning a list that represents the union of those two sets.
4309 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4310 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4311 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4312 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4313 undefined whether or not that duplication will survive in the
4314 result list.  The order of elements in the result list is also
4315 undefined.
4316 @end defun
4318 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4319 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4320 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4321 @end defun
4323 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4324 This function computes the intersection of the sets represented
4325 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4326 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4327 @end defun
4329 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4330 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4331 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4332 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4333 @end defun
4335 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4336 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4337 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4338 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4339 @end defun
4341 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4342 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4343 to reuse @var{list1} if possible.
4344 @end defun
4346 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4347 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4348 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4349 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4350 @end defun
4352 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4353 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4354 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4355 @end defun
4357 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4358 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4359 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4360 also appears in @var{list2}.
4361 @end defun
4363 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4364 @section Association Lists
4366 @noindent
4367 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4368 one set of values to another; any list whose elements are cons
4369 cells is an association list.
4371 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4372 This function searches the association list @var{a-list} for an
4373 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4374 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4375 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4376 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4377 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4378 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4379 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4380 elements of @var{a-list} to be an error.)
4381 @end defun
4383 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4384 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4385 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4386 the inverse of the mapping to @var{item}.
4387 @end defun
4389 @findex assoc-if
4390 @findex assoc-if-not
4391 @findex rassoc-if
4392 @findex rassoc-if-not
4393 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4394 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4396 Two simple functions for constructing association lists are:
4398 @defun acons key value alist
4399 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4400 @end defun
4402 @defun pairlis keys values &optional alist
4403 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4404 @var{alist})}.
4405 @end defun
4407 @iftex
4408 @chapno=18
4409 @end iftex
4411 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4412 @chapter Structures
4414 @noindent
4415 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4416 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4417 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4418 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4419 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4420 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4421 type.
4423 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4424 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4425 system provides no way to create new distinct types, this package
4426 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4427 special ``tag'' symbol to identify them.
4429 @defspec defstruct name slots@dots{}
4430 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4431 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4432 may begin with a string which documents the structure type.)
4433 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4434 are symbols.  For example,
4436 @example
4437 (defstruct person name age sex)
4438 @end example
4440 @noindent
4441 defines a struct type called @code{person} which contains three
4442 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4443 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4444 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4445 using @code{setf} on any of these place forms:
4447 @example
4448 (incf (person-age birthday-boy))
4449 @end example
4451 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4452 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4453 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4454 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4455 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4456 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4458 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4459 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4461 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4462 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4463 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4464 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4465 length which starts with the correct tag symbol.)
4467 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4468 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4469 argument is the wrong type.  This check is affected by
4470 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4471 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4472 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4473 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4474 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4475 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4476 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4477 @xref{Declarations}.
4479 @example
4480 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4481      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4482 (setq other (copy-person dave))
4483      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4484 (eq dave other)
4485      @result{} nil
4486 (eq (person-name dave) (person-name other))
4487      @result{} t
4488 (person-p dave)
4489      @result{} t
4490 (person-p [1 2 3 4])
4491      @result{} nil
4492 (person-p "Bogus")
4493      @result{} nil
4494 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4495      @result{} t
4496 @end example
4498 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4499 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4500 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4501 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4502 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4503 structure type is created without specifying that slot's value.
4505 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4506 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4507 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4508 the slot's value is determined when the object is created and does
4509 not change afterward.
4511 @example
4512 (defstruct person
4513   (name nil :read-only t)
4514   age
4515   (sex 'unknown))
4516 @end example
4518 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4520 For obscure historical reasons, structure options take a different
4521 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4522 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4523 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4524 enclosed in lists.)
4526 @example
4527 (defstruct (person (:constructor create-person)
4528                    (:type list)
4529                    :named)
4530   name age sex)
4531 @end example
4533 The following structure options are recognized.
4535 @table @code
4536 @iftex
4537 @itemmax=0 in
4538 @advance@leftskip-.5@tableindent
4539 @end iftex
4540 @item :conc-name
4541 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4542 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4543 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4544 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4545 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4546 to name the accessor functions.
4548 @item :constructor
4549 In the simple case, this option takes one argument which is an
4550 alternate name to use for the constructor function.  The default
4551 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4552 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4553 as an argument means that no standard constructor should be
4554 generated at all.
4556 In the full form of this option, the constructor name is followed
4557 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4558 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4559 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4560 The argument names should match the slot names; each slot is
4561 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4562 do not appear in the argument list are initialized based on the
4563 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4564 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4565 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4566 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4567 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4568 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4570 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4571 options on a structure.  The default constructor is still generated
4572 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4573 option.
4575 @example
4576 (defstruct
4577  (person
4578   (:constructor nil)   ; no default constructor
4579   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4580   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4581                                 (dog-years 0)
4582                            &aux (age (* 7 dog-years))
4583                                 (sex 'canine))))
4584  name age sex)
4585 @end example
4587 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4588 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4589 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4590 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4591 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4592 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4594 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4595 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4596 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4597 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4598 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4599 overriding it.
4601 @item :copier
4602 The argument is an alternate name for the copier function for
4603 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4604 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4605 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4607 @item :predicate
4608 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4609 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4610 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4611 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4612 ever generated.)
4614 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4615 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4616 package, @code{typep} simply looks for a function called
4617 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4618 only if they used the default predicate name.
4620 @item :include
4621 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4622 The argument is the name of another structure type previously
4623 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4624 structure type to inherit all of the included structure's slots
4625 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4626 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4627 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4628 for the included type will also accept objects of the new type.
4630 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4631 the included-structure name, these options are treated as replacement
4632 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4633 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4635 @example
4636 (defstruct person name (age 0) sex)
4637      @result{} person
4638 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4639   helmet-size
4640   (favorite-beverage 'tang))
4641      @result{} astronaut
4643 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4644      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4645 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4646      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4648 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4649      @result{} (t t)
4650 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4651      @result{} (nil t)
4653 (person-name buzz)
4654      @result{} "Buzz"
4655 (astronaut-name joe)
4656      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4657 @end example
4659 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4660 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4661 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4662 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4663 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4664 work on astronauts just like other people.
4666 @item :print-function
4667 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4668 which is called to print an instance of the structure type.  The
4669 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4670 allow for such a feature, so this package simply ignores
4671 @code{:print-function}.
4673 @item :type
4674 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4675 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4676 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4677 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4678 lists instead.
4680 The vector representation for structure objects has the advantage
4681 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4682 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4683 but take a relatively long time accessing the later slots.
4685 @item :named
4686 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4687 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4688 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4689 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4690 features.
4692 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4693 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4694 conjunction with @code{:type}.
4696 @example
4697 (defstruct (person1) name age sex)
4698 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4699 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4701 (setq p1 (make-person1))
4702      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4703 (setq p2 (make-person2))
4704      @result{} (person2 nil nil nil)
4705 (setq p3 (make-person3))
4706      @result{} (nil nil nil)
4708 (person1-p p1)
4709      @result{} t
4710 (person2-p p2)
4711      @result{} t
4712 (person3-p p3)
4713      @result{} error: function person3-p undefined
4714 @end example
4716 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4717 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4718 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4719 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4720 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4721 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4722 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4723 proceeding.
4725 @item :initial-offset
4726 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4727 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4728 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4729 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4730 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4731 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4732 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4733 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4734 of the included type and the first new slot.
4735 @end table
4736 @end defspec
4738 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4739 entirely compatible with that of Common Lisp.
4741 @iftex
4742 @chapno=23
4743 @end iftex
4745 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4746 @chapter Assertions and Errors
4748 @noindent
4749 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4750 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4751 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4752 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4754 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4755 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4756 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4757 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4759 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4760 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4761 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4762 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4764 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4765 You can specify a different error message by including a @var{string}
4766 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4767 passed to @code{error} to signal the error.
4769 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4770 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4771 will also include all non-constant arguments of the top-level
4772 @var{form}.  For example:
4774 @example
4775 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4776 @end example
4778 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4779 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4780 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4781 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4782 makes no sense to specify @var{places}.
4783 @end defspec
4785 @defspec check-type form type [string]
4786 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4787 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4788 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4789 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4790 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4791 error message in place of @var{type}.  For example:
4793 @example
4794 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4795 @end example
4797 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4798 that may be used for @var{type}.
4800 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4801 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4802 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4803 user to modify @var{place}.
4804 @end defspec
4806 The following error-related macro is also defined:
4808 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4809 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4810 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4811 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4812 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4813 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4814 returns the result of the last @var{form}.
4815 @end defspec
4817 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4818 @appendix Efficiency Concerns
4820 @appendixsec Macros
4822 @noindent
4823 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4824 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4825 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4826 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4827 the forms
4829 @example
4830 (incf i n)
4831 (push x (car p))
4832 @end example
4834 @noindent
4835 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4837 @example
4838 (setq i (+ i n))
4839 (setcar p (cons x (car p)))
4840 @end example
4842 @noindent
4843 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4844 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4845 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4847 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4848 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4849 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4850 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4851 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4852 will execute considerably faster if compiled, and will also
4853 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4854 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4856 You can find out how a macro expands by using the
4857 @code{cl-prettyexpand} function.
4859 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4860 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4861 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4862 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4863 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4864 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4866 @example
4867 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4868 @end example
4870 @noindent
4871 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4872 the expansion
4874 @example
4875 (block nil
4876   (let* ((x 0)
4877          (G1004 nil))
4878     (while (< x 10)
4879       (setq G1004 (cons x G1004))
4880       (setq x (+ x 1)))
4881     (nreverse G1004)))
4882 @end example
4884 @noindent
4885 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4886 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4887 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4888 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4890 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4891 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4892 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4893 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4895 @example
4896 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4897      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4898 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4899      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4900 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4901      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4902 @end example
4904 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4905 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4906 @end defun
4908 @ifinfo
4909 @example
4911 @end example
4912 @end ifinfo
4913 @appendixsec Error Checking
4915 @noindent
4916 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4917 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4918 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4919 incompatibility.
4921 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4922 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4923 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4924 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4925 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4926 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4927 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4928 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4929 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4930 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4931 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4932 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4934 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4935 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4936 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4937 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4938 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4939 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4940 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4941 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4942 do check their keyword arguments for validity.
4944 @ifinfo
4945 @example
4947 @end example
4948 @end ifinfo
4949 @appendixsec Optimizing Compiler
4951 @noindent
4952 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4953 Lisp macros emit
4954 code which can be improved by optimization.  In particular,
4955 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4956 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4957 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4958 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4960 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4961 @appendix Common Lisp Compatibility
4963 @noindent
4964 Following is a list of all known incompatibilities between this
4965 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4967 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4968 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4969 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4970 Common Lisp versions of these functions.
4972 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
4973 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4974 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
4975 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4976 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4977 inside recursive argument lists).
4979 The @code{equal} predicate does not distinguish
4980 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
4981 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4983 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4984 setf-methods return a list of five values rather than five
4985 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4986 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4988 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
4989 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4990 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4991 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4992 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4994 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4995 and type specifiers are unimplemented.
4997 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4998 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4999 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
5000 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
5001 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
5002 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
5003 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
5005 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
5006 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
5007 example, local @code{special} declarations, which are purely
5008 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
5009 set down in Steele's book.
5011 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
5012 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
5013 generated symbols become interned when they are written to and
5014 loaded back from a file.
5016 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5017 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5018 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5020 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5022 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5023 @appendix Old CL Compatibility
5025 @noindent
5026 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5027 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5029 This package's emulation of multiple return values in functions is
5030 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5031 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5032 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5033 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5034 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5035 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5037 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5038 implemented in this package.
5040 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5041 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5042 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5043 functions in Emacs.  The older package simply
5044 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5045 causing serious portability problems.  (Some more
5046 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5047 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5048 aliases for @code{member*}, etc.)
5050 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5051 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5052 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5053 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5054 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5056 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5057 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5058 few functions which are explicitly defined as additional features
5059 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5060 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5061 Lisp.
5063 @ifinfo
5064 @example
5066 @end example
5067 @end ifinfo
5068 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5070 @noindent
5071 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5072 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5073 @code{cl-compat}.  This file is obsolete and may be removed in future,
5074 so it should not be used in new code.
5076 The old package defined a number of internal routines without
5077 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5078 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5079 provides emulations of the following internal routines:
5080 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5081 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5082 @code{safe-idiv}.
5084 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5085 functions that user code might call directly.  The functions
5086 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5087 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5088 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5090 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5091 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5092 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5093 use of keywords as data is discouraged.
5095 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5096 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5097 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5098 use the more natural keyword argument processing offered by
5099 @code{defun*}.
5101 Multiple return values are treated differently by the two
5102 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5103 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5104 that caused it to report spurious multiple return values in
5105 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5106 of multiple-value macros that are compatible with the old
5107 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5108 are guaranteed to work in any case where the old package's
5109 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5110 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5111 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5112 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5114 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5115 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5116 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5117 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5118 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5119 older versions of the old package used the unadorned names
5120 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5121 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5123 @node Porting Common Lisp, GNU Free Documentation License, Old CL Compatibility, Top
5124 @appendix Porting Common Lisp
5126 @noindent
5127 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5128 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5129 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5130 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5131 one, some of the features in this package are not fully compliant
5132 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5133 are also quite a few features that this package does not provide
5134 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
5135 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5137 @itemize @bullet
5138 @item
5139 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5140 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5141 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5142 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5144 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5145 is happy to let the program's own functions and variables use
5146 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5147 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5149 @item
5150 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5151 bindings apply only to references physically within their bodies
5152 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5153 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5154 variable is visible even inside functions called from the body.
5156 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5157 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5158 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5160 Often you can use code that was written for lexical scoping
5161 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5162 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5163 Emacs Lisp:
5165 @example
5166 (defun map-odd-elements (func list)
5167   (loop for x in list
5168         for flag = t then (not flag)
5169         collect (if flag x (funcall func x))))
5171 (defun add-odd-elements (list x)
5172   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
5173 @end example
5175 @noindent
5176 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5177 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5178 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5179 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5180 is called.
5182 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5183 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5184 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5185 variables no collision can occur.)
5187 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5188 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5189 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5191 @item
5192 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5193 works at the level of individual characters.  For example, Common
5194 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5195 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5196 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5197 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5199 @item
5200 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5201 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5202 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5203 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5204 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5205 Lisp.
5207 @item
5208 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5209 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5210 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5211 application program would have a package for its own symbols.
5212 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5213 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5214 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5215 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5216 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5218 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5219 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5220 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5221 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5222 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5223 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5224 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5225 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5226 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5227 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5229 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5230 package-like collections of symbols, but this feature is not
5231 strong enough to be used as a true package mechanism.
5233 @item
5234 The @code{format} function is quite different between Common
5235 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5236 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5237 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5238 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5239 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5240 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5241 introduce format codes, and the set of available codes is
5242 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5243 string literals; instead, @code{format} is used with the
5244 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5245 codes provide such features as paragraph filling, case
5246 conversion, and even loops and conditionals.
5248 While it would have been possible to implement most of Common
5249 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5250 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5251 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5252 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5253 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5255 @item
5256 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5257 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5258 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5259 something entirely different---strings with properties.
5261 @item
5262 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
5263 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
5264 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
5265 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
5266 case-insensitive in Common Lisp.
5268 @item
5269 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5270 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5271 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5272 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5273 streams are a set of existing data types rather than a new data
5274 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5275 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5276 than being distinct types.
5278 @item
5279 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5280 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5281 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
5282 CLOS functionality.
5284 @item
5285 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5286 Lisp features of a different name generally have not been
5287 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5288 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5289 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5290 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5291 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5293 @item
5294 A few more notable Common Lisp features not included in this
5295 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5296 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5298 @item
5299 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5300 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5301 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5302 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5303 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5304 numbers using something like
5306 @example
5307 (defun sum-list (list)
5308   (if list
5309       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5310     0))
5311 @end example
5313 @noindent
5314 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5315 these forms:
5317 @example
5318 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5319 (loop for x in my-list sum x)
5320 @end example
5322 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5323 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5324 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5325 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5326 recursion.
5327 @end itemize
5329 @node GNU Free Documentation License, Function Index, Porting Common Lisp, Top
5330 @appendix GNU Free Documentation License
5331 @include doclicense.texi
5333 @node Function Index, Variable Index, GNU Free Documentation License, Top
5334 @unnumbered Function Index
5336 @printindex fn
5338 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5339 @unnumbered Variable Index
5341 @printindex vr
5343 @bye