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[emacs.git] / lispref / control.texi
blob19d82fe7c082ebe9d2fafa09c70218ba263aad22
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998 Free Software Foundation, Inc. 
4 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
5 @setfilename ../info/control
6 @node Control Structures, Variables, Evaluation, Top
7 @chapter Control Structures
8 @cindex special forms for control structures
9 @cindex control structures
11   A Lisp program consists of expressions or @dfn{forms} (@pxref{Forms}).
12 We control the order of execution of the forms by enclosing them in
13 @dfn{control structures}.  Control structures are special forms which
14 control when, whether, or how many times to execute the forms they
15 contain.
17   The simplest order of execution is sequential execution: first form
18 @var{a}, then form @var{b}, and so on.  This is what happens when you
19 write several forms in succession in the body of a function, or at top
20 level in a file of Lisp code---the forms are executed in the order
21 written.  We call this @dfn{textual order}.  For example, if a function
22 body consists of two forms @var{a} and @var{b}, evaluation of the
23 function evaluates first @var{a} and then @var{b}, and the function's
24 value is the value of @var{b}.
26   Explicit control structures make possible an order of execution other
27 than sequential.
29   Emacs Lisp provides several kinds of control structure, including
30 other varieties of sequencing, conditionals, iteration, and (controlled)
31 jumps---all discussed below.  The built-in control structures are
32 special forms since their subforms are not necessarily evaluated or not
33 evaluated sequentially.  You can use macros to define your own control
34 structure constructs (@pxref{Macros}).
36 @menu
37 * Sequencing::             Evaluation in textual order.
38 * Conditionals::           @code{if}, @code{cond}, @code{when}, @code{unless}.
39 * Combining Conditions::   @code{and}, @code{or}, @code{not}.
40 * Iteration::              @code{while} loops.
41 * Nonlocal Exits::         Jumping out of a sequence.
42 @end menu
44 @node Sequencing
45 @section Sequencing
47   Evaluating forms in the order they appear is the most common way
48 control passes from one form to another.  In some contexts, such as in a
49 function body, this happens automatically.  Elsewhere you must use a
50 control structure construct to do this: @code{progn}, the simplest
51 control construct of Lisp.
53   A @code{progn} special form looks like this:
55 @example
56 @group
57 (progn @var{a} @var{b} @var{c} @dots{})
58 @end group
59 @end example
61 @noindent
62 and it says to execute the forms @var{a}, @var{b}, @var{c} and so on, in
63 that order.  These forms are called the body of the @code{progn} form.
64 The value of the last form in the body becomes the value of the entire
65 @code{progn}.
67 @cindex implicit @code{progn}
68   In the early days of Lisp, @code{progn} was the only way to execute
69 two or more forms in succession and use the value of the last of them.
70 But programmers found they often needed to use a @code{progn} in the
71 body of a function, where (at that time) only one form was allowed.  So
72 the body of a function was made into an ``implicit @code{progn}'':
73 several forms are allowed just as in the body of an actual @code{progn}.
74 Many other control structures likewise contain an implicit @code{progn}.
75 As a result, @code{progn} is not used as often as it used to be.  It is
76 needed now most often inside an @code{unwind-protect}, @code{and},
77 @code{or}, or in the @var{then}-part of an @code{if}.
79 @defspec progn forms@dots{}
80 This special form evaluates all of the @var{forms}, in textual
81 order, returning the result of the final form.
83 @example
84 @group
85 (progn (print "The first form")
86        (print "The second form")
87        (print "The third form"))
88      @print{} "The first form"
89      @print{} "The second form"
90      @print{} "The third form"
91 @result{} "The third form"
92 @end group
93 @end example
94 @end defspec
96   Two other control constructs likewise evaluate a series of forms but return
97 a different value:
99 @defspec prog1 form1 forms@dots{}
100 This special form evaluates @var{form1} and all of the @var{forms}, in
101 textual order, returning the result of @var{form1}.
103 @example
104 @group
105 (prog1 (print "The first form")
106        (print "The second form")
107        (print "The third form"))
108      @print{} "The first form"
109      @print{} "The second form"
110      @print{} "The third form"
111 @result{} "The first form"
112 @end group
113 @end example
115 Here is a way to remove the first element from a list in the variable
116 @code{x}, then return the value of that former element:
118 @example
119 (prog1 (car x) (setq x (cdr x)))
120 @end example
121 @end defspec
123 @defspec prog2 form1 form2 forms@dots{}
124 This special form evaluates @var{form1}, @var{form2}, and all of the
125 following @var{forms}, in textual order, returning the result of
126 @var{form2}.
128 @example
129 @group
130 (prog2 (print "The first form")
131        (print "The second form")
132        (print "The third form"))
133      @print{} "The first form"
134      @print{} "The second form"
135      @print{} "The third form"
136 @result{} "The second form"
137 @end group
138 @end example
139 @end defspec
141 @node Conditionals
142 @section Conditionals
143 @cindex conditional evaluation
145   Conditional control structures choose among alternatives.  Emacs Lisp
146 has four conditional forms: @code{if}, which is much the same as in
147 other languages; @code{when} and @code{unless}, which are variants of
148 @code{if}; and @code{cond}, which is a generalized case statement.
150 @defspec if condition then-form else-forms@dots{}
151 @code{if} chooses between the @var{then-form} and the @var{else-forms}
152 based on the value of @var{condition}.  If the evaluated @var{condition} is
153 non-@code{nil}, @var{then-form} is evaluated and the result returned.
154 Otherwise, the @var{else-forms} are evaluated in textual order, and the
155 value of the last one is returned.  (The @var{else} part of @code{if} is
156 an example of an implicit @code{progn}.  @xref{Sequencing}.) 
158 If @var{condition} has the value @code{nil}, and no @var{else-forms} are
159 given, @code{if} returns @code{nil}.
161 @code{if} is a special form because the branch that is not selected is
162 never evaluated---it is ignored.  Thus, in the example below,
163 @code{true} is not printed because @code{print} is never called.
165 @example
166 @group
167 (if nil 
168     (print 'true) 
169   'very-false)
170 @result{} very-false
171 @end group
172 @end example
173 @end defspec
175 @tindex when
176 @defmac when condition then-forms@dots{}
177 This is a variant of @code{if} where there are no @var{else-forms},
178 and possibly several @var{then-forms}.  In particular,
180 @example
181 (when @var{condition} @var{a} @var{b} @var{c})
182 @end example
184 @noindent
185 is entirely equivalent to
187 @example
188 (if @var{condition} (progn @var{a} @var{b} @var{c}) nil)
189 @end example
190 @end defmac
192 @tindex condition
193 @defmac unless condition forms@dots{}
194 This is a variant of @code{if} where there is no @var{then-form}:
196 @example
197 (unless @var{condition} @var{a} @var{b} @var{c})
198 @end example
200 @noindent
201 is entirely equivalent to
203 @example
204 (if @var{condition} nil
205    @var{a} @var{b} @var{c})
206 @end example
207 @end defmac
209 @defspec cond clause@dots{}
210 @code{cond} chooses among an arbitrary number of alternatives.  Each
211 @var{clause} in the @code{cond} must be a list.  The @sc{car} of this
212 list is the @var{condition}; the remaining elements, if any, the
213 @var{body-forms}.  Thus, a clause looks like this:
215 @example
216 (@var{condition} @var{body-forms}@dots{})
217 @end example
219 @code{cond} tries the clauses in textual order, by evaluating the
220 @var{condition} of each clause.  If the value of @var{condition} is
221 non-@code{nil}, the clause ``succeeds''; then @code{cond} evaluates its
222 @var{body-forms}, and the value of the last of @var{body-forms} becomes
223 the value of the @code{cond}.  The remaining clauses are ignored.
225 If the value of @var{condition} is @code{nil}, the clause ``fails'', so
226 the @code{cond} moves on to the following clause, trying its
227 @var{condition}.
229 If every @var{condition} evaluates to @code{nil}, so that every clause
230 fails, @code{cond} returns @code{nil}.
232 A clause may also look like this:
234 @example
235 (@var{condition})
236 @end example
238 @noindent
239 Then, if @var{condition} is non-@code{nil} when tested, the value of
240 @var{condition} becomes the value of the @code{cond} form.
242 The following example has four clauses, which test for the cases where
243 the value of @code{x} is a number, string, buffer and symbol,
244 respectively:
246 @example
247 @group
248 (cond ((numberp x) x)
249       ((stringp x) x)
250       ((bufferp x)
251        (setq temporary-hack x) ; @r{multiple body-forms}
252        (buffer-name x))        ; @r{in one clause}
253       ((symbolp x) (symbol-value x)))
254 @end group
255 @end example
257 Often we want to execute the last clause whenever none of the previous
258 clauses was successful.  To do this, we use @code{t} as the
259 @var{condition} of the last clause, like this: @code{(t
260 @var{body-forms})}.  The form @code{t} evaluates to @code{t}, which is
261 never @code{nil}, so this clause never fails, provided the @code{cond}
262 gets to it at all.
264 For example, 
266 @example
267 @group
268 (cond ((eq a 'hack) 'foo)
269       (t "default"))
270 @result{} "default"
271 @end group
272 @end example
274 @noindent
275 This expression is a @code{cond} which returns @code{foo} if the value
276 of @code{a} is @code{hack}, and returns the string @code{"default"} otherwise.
277 @end defspec
279 Any conditional construct can be expressed with @code{cond} or with
280 @code{if}.  Therefore, the choice between them is a matter of style.
281 For example:
283 @example
284 @group
285 (if @var{a} @var{b} @var{c})
286 @equiv{}
287 (cond (@var{a} @var{b}) (t @var{c}))
288 @end group
289 @end example
291 @node Combining Conditions
292 @section Constructs for Combining Conditions
294   This section describes three constructs that are often used together
295 with @code{if} and @code{cond} to express complicated conditions.  The
296 constructs @code{and} and @code{or} can also be used individually as
297 kinds of multiple conditional constructs.
299 @defun not condition
300 This function tests for the falsehood of @var{condition}.  It returns
301 @code{t} if @var{condition} is @code{nil}, and @code{nil} otherwise.
302 The function @code{not} is identical to @code{null}, and we recommend
303 using the name @code{null} if you are testing for an empty list.
304 @end defun
306 @defspec and conditions@dots{}
307 The @code{and} special form tests whether all the @var{conditions} are
308 true.  It works by evaluating the @var{conditions} one by one in the
309 order written.
311 If any of the @var{conditions} evaluates to @code{nil}, then the result
312 of the @code{and} must be @code{nil} regardless of the remaining
313 @var{conditions}; so @code{and} returns right away, ignoring the
314 remaining @var{conditions}.
316 If all the @var{conditions} turn out non-@code{nil}, then the value of
317 the last of them becomes the value of the @code{and} form.
319 Here is an example.  The first condition returns the integer 1, which is
320 not @code{nil}.  Similarly, the second condition returns the integer 2,
321 which is not @code{nil}.  The third condition is @code{nil}, so the
322 remaining condition is never evaluated.
324 @example
325 @group
326 (and (print 1) (print 2) nil (print 3))
327      @print{} 1
328      @print{} 2
329 @result{} nil
330 @end group
331 @end example
333 Here is a more realistic example of using @code{and}:
335 @example
336 @group
337 (if (and (consp foo) (eq (car foo) 'x))
338     (message "foo is a list starting with x"))
339 @end group
340 @end example
342 @noindent
343 Note that @code{(car foo)} is not executed if @code{(consp foo)} returns
344 @code{nil}, thus avoiding an error.
346 @code{and} can be expressed in terms of either @code{if} or @code{cond}.
347 For example:
349 @example
350 @group
351 (and @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
352 @equiv{}
353 (if @var{arg1} (if @var{arg2} @var{arg3}))
354 @equiv{}
355 (cond (@var{arg1} (cond (@var{arg2} @var{arg3}))))
356 @end group
357 @end example
358 @end defspec
360 @defspec or conditions@dots{}
361 The @code{or} special form tests whether at least one of the
362 @var{conditions} is true.  It works by evaluating all the
363 @var{conditions} one by one in the order written.
365 If any of the @var{conditions} evaluates to a non-@code{nil} value, then
366 the result of the @code{or} must be non-@code{nil}; so @code{or} returns
367 right away, ignoring the remaining @var{conditions}.  The value it
368 returns is the non-@code{nil} value of the condition just evaluated.
370 If all the @var{conditions} turn out @code{nil}, then the @code{or}
371 expression returns @code{nil}.
373 For example, this expression tests whether @code{x} is either 0 or
374 @code{nil}:
376 @example
377 (or (eq x nil) (eq x 0))
378 @end example
380 Like the @code{and} construct, @code{or} can be written in terms of
381 @code{cond}.  For example:
383 @example
384 @group
385 (or @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
386 @equiv{}
387 (cond (@var{arg1})
388       (@var{arg2})
389       (@var{arg3}))
390 @end group
391 @end example
393 You could almost write @code{or} in terms of @code{if}, but not quite:
395 @example
396 @group
397 (if @var{arg1} @var{arg1}
398   (if @var{arg2} @var{arg2} 
399     @var{arg3}))
400 @end group
401 @end example
403 @noindent
404 This is not completely equivalent because it can evaluate @var{arg1} or
405 @var{arg2} twice.  By contrast, @code{(or @var{arg1} @var{arg2}
406 @var{arg3})} never evaluates any argument more than once.
407 @end defspec
409 @node Iteration
410 @section Iteration
411 @cindex iteration
412 @cindex recursion
414   Iteration means executing part of a program repetitively.  For
415 example, you might want to repeat some computation once for each element
416 of a list, or once for each integer from 0 to @var{n}.  You can do this
417 in Emacs Lisp with the special form @code{while}:
419 @defspec while condition forms@dots{}
420 @code{while} first evaluates @var{condition}.  If the result is
421 non-@code{nil}, it evaluates @var{forms} in textual order.  Then it
422 reevaluates @var{condition}, and if the result is non-@code{nil}, it
423 evaluates @var{forms} again.  This process repeats until @var{condition}
424 evaluates to @code{nil}.
426 There is no limit on the number of iterations that may occur.  The loop
427 will continue until either @var{condition} evaluates to @code{nil} or
428 until an error or @code{throw} jumps out of it (@pxref{Nonlocal Exits}).
430 The value of a @code{while} form is always @code{nil}.
432 @example
433 @group
434 (setq num 0)
435      @result{} 0
436 @end group
437 @group
438 (while (< num 4)
439   (princ (format "Iteration %d." num))
440   (setq num (1+ num)))
441      @print{} Iteration 0.
442      @print{} Iteration 1.
443      @print{} Iteration 2.
444      @print{} Iteration 3.
445      @result{} nil
446 @end group
447 @end example
449 If you would like to execute something on each iteration before the
450 end-test, put it together with the end-test in a @code{progn} as the
451 first argument of @code{while}, as shown here:
453 @example
454 @group
455 (while (progn
456          (forward-line 1)
457          (not (looking-at "^$"))))
458 @end group
459 @end example
461 @noindent
462 This moves forward one line and continues moving by lines until it
463 reaches an empty.  It is unusual in that the @code{while} has no body,
464 just the end test (which also does the real work of moving point).
465 @end defspec
467 @node Nonlocal Exits
468 @section Nonlocal Exits
469 @cindex nonlocal exits
471   A @dfn{nonlocal exit} is a transfer of control from one point in a
472 program to another remote point.  Nonlocal exits can occur in Emacs Lisp
473 as a result of errors; you can also use them under explicit control.
474 Nonlocal exits unbind all variable bindings made by the constructs being
475 exited.
477 @menu
478 * Catch and Throw::     Nonlocal exits for the program's own purposes.
479 * Examples of Catch::   Showing how such nonlocal exits can be written.
480 * Errors::              How errors are signaled and handled.
481 * Cleanups::            Arranging to run a cleanup form if an error happens.
482 @end menu
484 @node Catch and Throw
485 @subsection Explicit Nonlocal Exits: @code{catch} and @code{throw}
487   Most control constructs affect only the flow of control within the
488 construct itself.  The function @code{throw} is the exception to this
489 rule of normal program execution: it performs a nonlocal exit on
490 request.  (There are other exceptions, but they are for error handling
491 only.)  @code{throw} is used inside a @code{catch}, and jumps back to
492 that @code{catch}.  For example:
494 @example
495 @group
496 (defun foo-outer ()
497   (catch 'foo
498     (foo-inner)))
500 (defun foo-inner ()
501   @dots{}
502   (if x
503       (throw 'foo t))
504   @dots{})
505 @end group
506 @end example
508 @noindent
509 The @code{throw} form, if executed, transfers control straight back to
510 the corresponding @code{catch}, which returns immediately.  The code
511 following the @code{throw} is not executed.  The second argument of
512 @code{throw} is used as the return value of the @code{catch}.
514   The function @code{throw} finds the matching @code{catch} based on the
515 first argument: it searches for a @code{catch} whose first argument is
516 @code{eq} to the one specified in the @code{throw}.  If there is more
517 than one applicable @code{catch}, the innermost one takes precedence.
518 Thus, in the above example, the @code{throw} specifies @code{foo}, and
519 the @code{catch} in @code{foo-outer} specifies the same symbol, so that
520 @code{catch} is the applicable one (assuming there is no other matching
521 @code{catch} in between).
523   Executing @code{throw} exits all Lisp constructs up to the matching
524 @code{catch}, including function calls.  When binding constructs such as
525 @code{let} or function calls are exited in this way, the bindings are
526 unbound, just as they are when these constructs exit normally
527 (@pxref{Local Variables}).  Likewise, @code{throw} restores the buffer
528 and position saved by @code{save-excursion} (@pxref{Excursions}), and
529 the narrowing status saved by @code{save-restriction} and the window
530 selection saved by @code{save-window-excursion} (@pxref{Window
531 Configurations}).  It also runs any cleanups established with the
532 @code{unwind-protect} special form when it exits that form
533 (@pxref{Cleanups}).
535   The @code{throw} need not appear lexically within the @code{catch}
536 that it jumps to.  It can equally well be called from another function
537 called within the @code{catch}.  As long as the @code{throw} takes place
538 chronologically after entry to the @code{catch}, and chronologically
539 before exit from it, it has access to that @code{catch}.  This is why
540 @code{throw} can be used in commands such as @code{exit-recursive-edit}
541 that throw back to the editor command loop (@pxref{Recursive Editing}).
543 @cindex CL note---only @code{throw} in Emacs
544 @quotation
545 @b{Common Lisp note:} Most other versions of Lisp, including Common Lisp,
546 have several ways of transferring control nonsequentially: @code{return},
547 @code{return-from}, and @code{go}, for example.  Emacs Lisp has only
548 @code{throw}.
549 @end quotation
551 @defspec catch tag body@dots{}
552 @cindex tag on run time stack
553 @code{catch} establishes a return point for the @code{throw} function.  The
554 return point is distinguished from other such return points by @var{tag},
555 which may be any Lisp object.  The argument @var{tag} is evaluated normally
556 before the return point is established.
558 With the return point in effect, @code{catch} evaluates the forms of the
559 @var{body} in textual order.  If the forms execute normally, without
560 error or nonlocal exit, the value of the last body form is returned from
561 the @code{catch}.
563 If a @code{throw} is done within @var{body} specifying the same value
564 @var{tag}, the @code{catch} exits immediately; the value it returns is
565 whatever was specified as the second argument of @code{throw}.
566 @end defspec
568 @defun throw tag value
569 The purpose of @code{throw} is to return from a return point previously
570 established with @code{catch}.  The argument @var{tag} is used to choose
571 among the various existing return points; it must be @code{eq} to the value
572 specified in the @code{catch}.  If multiple return points match @var{tag},
573 the innermost one is used.
575 The argument @var{value} is used as the value to return from that
576 @code{catch}.
578 @kindex no-catch
579 If no return point is in effect with tag @var{tag}, then a @code{no-catch}
580 error is signaled with data @code{(@var{tag} @var{value})}.
581 @end defun
583 @node Examples of Catch
584 @subsection Examples of @code{catch} and @code{throw}
586   One way to use @code{catch} and @code{throw} is to exit from a doubly
587 nested loop.  (In most languages, this would be done with a ``go to''.)
588 Here we compute @code{(foo @var{i} @var{j})} for @var{i} and @var{j}
589 varying from 0 to 9:
591 @example
592 @group
593 (defun search-foo ()
594   (catch 'loop
595     (let ((i 0))
596       (while (< i 10)
597         (let ((j 0))
598           (while (< j 10)
599             (if (foo i j)
600                 (throw 'loop (list i j)))
601             (setq j (1+ j))))
602         (setq i (1+ i))))))
603 @end group
604 @end example
606 @noindent
607 If @code{foo} ever returns non-@code{nil}, we stop immediately and return a
608 list of @var{i} and @var{j}.  If @code{foo} always returns @code{nil}, the
609 @code{catch} returns normally, and the value is @code{nil}, since that
610 is the result of the @code{while}.
612   Here are two tricky examples, slightly different, showing two
613 return points at once.  First, two return points with the same tag,
614 @code{hack}:
616 @example
617 @group
618 (defun catch2 (tag)
619   (catch tag
620     (throw 'hack 'yes)))
621 @result{} catch2
622 @end group
624 @group
625 (catch 'hack 
626   (print (catch2 'hack))
627   'no)
628 @print{} yes
629 @result{} no
630 @end group
631 @end example
633 @noindent
634 Since both return points have tags that match the @code{throw}, it goes to
635 the inner one, the one established in @code{catch2}.  Therefore,
636 @code{catch2} returns normally with value @code{yes}, and this value is
637 printed.  Finally the second body form in the outer @code{catch}, which is
638 @code{'no}, is evaluated and returned from the outer @code{catch}.
640   Now let's change the argument given to @code{catch2}:
642 @example
643 @group
644 (defun catch2 (tag)
645   (catch tag
646     (throw 'hack 'yes)))
647 @result{} catch2
648 @end group
650 @group
651 (catch 'hack
652   (print (catch2 'quux))
653   'no)
654 @result{} yes
655 @end group
656 @end example
658 @noindent
659 We still have two return points, but this time only the outer one has
660 the tag @code{hack}; the inner one has the tag @code{quux} instead.
661 Therefore, @code{throw} makes the outer @code{catch} return the value
662 @code{yes}.  The function @code{print} is never called, and the
663 body-form @code{'no} is never evaluated.
665 @node Errors
666 @subsection Errors
667 @cindex errors
669   When Emacs Lisp attempts to evaluate a form that, for some reason,
670 cannot be evaluated, it @dfn{signals} an @dfn{error}.
672   When an error is signaled, Emacs's default reaction is to print an
673 error message and terminate execution of the current command.  This is
674 the right thing to do in most cases, such as if you type @kbd{C-f} at
675 the end of the buffer.
677   In complicated programs, simple termination may not be what you want.
678 For example, the program may have made temporary changes in data
679 structures, or created temporary buffers that should be deleted before
680 the program is finished.  In such cases, you would use
681 @code{unwind-protect} to establish @dfn{cleanup expressions} to be
682 evaluated in case of error.  (@xref{Cleanups}.)  Occasionally, you may
683 wish the program to continue execution despite an error in a subroutine.
684 In these cases, you would use @code{condition-case} to establish
685 @dfn{error handlers} to recover control in case of error.
687   Resist the temptation to use error handling to transfer control from
688 one part of the program to another; use @code{catch} and @code{throw}
689 instead.  @xref{Catch and Throw}.
691 @menu
692 * Signaling Errors::      How to report an error.
693 * Processing of Errors::  What Emacs does when you report an error.
694 * Handling Errors::       How you can trap errors and continue execution.
695 * Error Symbols::         How errors are classified for trapping them.
696 @end menu
698 @node Signaling Errors
699 @subsubsection How to Signal an Error
700 @cindex signaling errors
702   Most errors are signaled ``automatically'' within Lisp primitives
703 which you call for other purposes, such as if you try to take the
704 @sc{car} of an integer or move forward a character at the end of the
705 buffer; you can also signal errors explicitly with the functions
706 @code{error} and @code{signal}.
708   Quitting, which happens when the user types @kbd{C-g}, is not 
709 considered an error, but it is handled almost like an error.
710 @xref{Quitting}.
712 @defun error format-string &rest args
713 This function signals an error with an error message constructed by
714 applying @code{format} (@pxref{String Conversion}) to
715 @var{format-string} and @var{args}.
717 These examples show typical uses of @code{error}:
719 @example
720 @group
721 (error "You have committed an error.  
722         Try something else.")
723      @error{} You have committed an error.  
724         Try something else.
725 @end group
727 @group
728 (error "You have committed %d errors." 10)
729      @error{} You have committed 10 errors.  
730 @end group
731 @end example
733 @code{error} works by calling @code{signal} with two arguments: the
734 error symbol @code{error}, and a list containing the string returned by
735 @code{format}.
737 @strong{Warning:} If you want to use your own string as an error message
738 verbatim, don't just write @code{(error @var{string})}.  If @var{string}
739 contains @samp{%}, it will be interpreted as a format specifier, with
740 undesirable results.  Instead, use @code{(error "%s" @var{string})}.
741 @end defun
743 @defun signal error-symbol data
744 This function signals an error named by @var{error-symbol}.  The
745 argument @var{data} is a list of additional Lisp objects relevant to the
746 circumstances of the error.
748 The argument @var{error-symbol} must be an @dfn{error symbol}---a symbol
749 bearing a property @code{error-conditions} whose value is a list of
750 condition names.  This is how Emacs Lisp classifies different sorts of
751 errors.
753 The number and significance of the objects in @var{data} depends on
754 @var{error-symbol}.  For example, with a @code{wrong-type-arg} error,
755 there are two objects in the list: a predicate that describes the type
756 that was expected, and the object that failed to fit that type.
757 @xref{Error Symbols}, for a description of error symbols.
759 Both @var{error-symbol} and @var{data} are available to any error
760 handlers that handle the error: @code{condition-case} binds a local
761 variable to a list of the form @code{(@var{error-symbol} .@:
762 @var{data})} (@pxref{Handling Errors}).  If the error is not handled,
763 these two values are used in printing the error message.
765 The function @code{signal} never returns (though in older Emacs versions
766 it could sometimes return).
768 @smallexample
769 @group
770 (signal 'wrong-number-of-arguments '(x y))
771      @error{} Wrong number of arguments: x, y
772 @end group
774 @group
775 (signal 'no-such-error '("My unknown error condition."))
776      @error{} peculiar error: "My unknown error condition."
777 @end group
778 @end smallexample
779 @end defun
781 @cindex CL note---no continuable errors
782 @quotation
783 @b{Common Lisp note:} Emacs Lisp has nothing like the Common Lisp
784 concept of continuable errors.
785 @end quotation
787 @node Processing of Errors
788 @subsubsection How Emacs Processes Errors
790 When an error is signaled, @code{signal} searches for an active
791 @dfn{handler} for the error.  A handler is a sequence of Lisp
792 expressions designated to be executed if an error happens in part of the
793 Lisp program.  If the error has an applicable handler, the handler is
794 executed, and control resumes following the handler.  The handler
795 executes in the environment of the @code{condition-case} that
796 established it; all functions called within that @code{condition-case}
797 have already been exited, and the handler cannot return to them.
799 If there is no applicable handler for the error, the current command is
800 terminated and control returns to the editor command loop, because the
801 command loop has an implicit handler for all kinds of errors.  The
802 command loop's handler uses the error symbol and associated data to
803 print an error message.
805 @cindex @code{debug-on-error} use
806 An error that has no explicit handler may call the Lisp debugger.  The
807 debugger is enabled if the variable @code{debug-on-error} (@pxref{Error
808 Debugging}) is non-@code{nil}.  Unlike error handlers, the debugger runs
809 in the environment of the error, so that you can examine values of
810 variables precisely as they were at the time of the error.
812 @node Handling Errors
813 @subsubsection Writing Code to Handle Errors
814 @cindex error handler
815 @cindex handling errors
817   The usual effect of signaling an error is to terminate the command
818 that is running and return immediately to the Emacs editor command loop.
819 You can arrange to trap errors occurring in a part of your program by
820 establishing an error handler, with the special form
821 @code{condition-case}.  A simple example looks like this:
823 @example
824 @group
825 (condition-case nil
826     (delete-file filename)
827   (error nil))
828 @end group
829 @end example
831 @noindent
832 This deletes the file named @var{filename}, catching any error and
833 returning @code{nil} if an error occurs.
835   The second argument of @code{condition-case} is called the
836 @dfn{protected form}.  (In the example above, the protected form is a
837 call to @code{delete-file}.)  The error handlers go into effect when
838 this form begins execution and are deactivated when this form returns.
839 They remain in effect for all the intervening time.  In particular, they
840 are in effect during the execution of functions called by this form, in
841 their subroutines, and so on.  This is a good thing, since, strictly
842 speaking, errors can be signaled only by Lisp primitives (including
843 @code{signal} and @code{error}) called by the protected form, not by the
844 protected form itself.
846   The arguments after the protected form are handlers.  Each handler
847 lists one or more @dfn{condition names} (which are symbols) to specify
848 which errors it will handle.  The error symbol specified when an error
849 is signaled also defines a list of condition names.  A handler applies
850 to an error if they have any condition names in common.  In the example
851 above, there is one handler, and it specifies one condition name,
852 @code{error}, which covers all errors.
854   The search for an applicable handler checks all the established handlers
855 starting with the most recently established one.  Thus, if two nested
856 @code{condition-case} forms offer to handle the same error, the inner of
857 the two will actually handle it.
859   If an error is handled by some @code{condition-case} form, this
860 ordinarily prevents the debugger from being run, even if
861 @code{debug-on-error} says this error should invoke the debugger.
862 @xref{Error Debugging}.  If you want to be able to debug errors that are
863 caught by a @code{condition-case}, set the variable
864 @code{debug-on-signal} to a non-@code{nil} value.
866   When an error is handled, control returns to the handler.  Before this
867 happens, Emacs unbinds all variable bindings made by binding constructs
868 that are being exited and executes the cleanups of all
869 @code{unwind-protect} forms that are exited.  Once control arrives at
870 the handler, the body of the handler is executed.
872   After execution of the handler body, execution returns from the
873 @code{condition-case} form.  Because the protected form is exited
874 completely before execution of the handler, the handler cannot resume
875 execution at the point of the error, nor can it examine variable
876 bindings that were made within the protected form.  All it can do is
877 clean up and proceed.
879   @code{condition-case} is often used to trap errors that are
880 predictable, such as failure to open a file in a call to
881 @code{insert-file-contents}.  It is also used to trap errors that are
882 totally unpredictable, such as when the program evaluates an expression
883 read from the user.
885   Error signaling and handling have some resemblance to @code{throw} and
886 @code{catch}, but they are entirely separate facilities.  An error
887 cannot be caught by a @code{catch}, and a @code{throw} cannot be handled
888 by an error handler (though using @code{throw} when there is no suitable
889 @code{catch} signals an error that can be handled).
891 @defspec condition-case var protected-form handlers@dots{}
892 This special form establishes the error handlers @var{handlers} around
893 the execution of @var{protected-form}.  If @var{protected-form} executes
894 without error, the value it returns becomes the value of the
895 @code{condition-case} form; in this case, the @code{condition-case} has
896 no effect.  The @code{condition-case} form makes a difference when an
897 error occurs during @var{protected-form}.
899 Each of the @var{handlers} is a list of the form @code{(@var{conditions}
900 @var{body}@dots{})}.  Here @var{conditions} is an error condition name
901 to be handled, or a list of condition names; @var{body} is one or more
902 Lisp expressions to be executed when this handler handles an error.
903 Here are examples of handlers:
905 @smallexample
906 @group
907 (error nil)
909 (arith-error (message "Division by zero"))
911 ((arith-error file-error)
912  (message
913   "Either division by zero or failure to open a file"))
914 @end group
915 @end smallexample
917 Each error that occurs has an @dfn{error symbol} that describes what
918 kind of error it is.  The @code{error-conditions} property of this
919 symbol is a list of condition names (@pxref{Error Symbols}).  Emacs
920 searches all the active @code{condition-case} forms for a handler that
921 specifies one or more of these condition names; the innermost matching
922 @code{condition-case} handles the error.  Within this
923 @code{condition-case}, the first applicable handler handles the error.
925 After executing the body of the handler, the @code{condition-case}
926 returns normally, using the value of the last form in the handler body
927 as the overall value.
929 @cindex error description
930 The argument @var{var} is a variable.  @code{condition-case} does not
931 bind this variable when executing the @var{protected-form}, only when it
932 handles an error.  At that time, it binds @var{var} locally to an
933 @dfn{error description}, which is a list giving the particulars of the
934 error.  The error description has the form @code{(@var{error-symbol}
935 . @var{data})}.  The handler can refer to this list to decide what to
936 do.  For example, if the error is for failure opening a file, the file
937 name is the second element of @var{data}---the third element of the
938 error description.
940 If @var{var} is @code{nil}, that means no variable is bound.  Then the
941 error symbol and associated data are not available to the handler.
942 @end defspec
944 @defun error-message-string error-description
945 This function returns the error message string for a given error
946 descriptor.  It is useful if you want to handle an error by printing the
947 usual error message for that error.
948 @end defun
950 @cindex @code{arith-error} example
951 Here is an example of using @code{condition-case} to handle the error
952 that results from dividing by zero.  The handler displays the error
953 message (but without a beep), then returns a very large number.
955 @smallexample
956 @group
957 (defun safe-divide (dividend divisor)
958   (condition-case err                
959       ;; @r{Protected form.}
960       (/ dividend divisor)              
961     ;; @r{The handler.}
962     (arith-error                        ; @r{Condition.}
963      ;; @r{Display the usual message for this error.}
964      (message "%s" (error-message-string err))
965      1000000)))
966 @result{} safe-divide
967 @end group
969 @group
970 (safe-divide 5 0)
971      @print{} Arithmetic error: (arith-error)
972 @result{} 1000000
973 @end group
974 @end smallexample
976 @noindent
977 The handler specifies condition name @code{arith-error} so that it will handle only division-by-zero errors.  Other kinds of errors will not be handled, at least not by this @code{condition-case}.  Thus,
979 @smallexample
980 @group
981 (safe-divide nil 3)
982      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, nil
983 @end group
984 @end smallexample
986   Here is a @code{condition-case} that catches all kinds of errors,
987 including those signaled with @code{error}:
989 @smallexample
990 @group
991 (setq baz 34)
992      @result{} 34
993 @end group
995 @group
996 (condition-case err
997     (if (eq baz 35)
998         t
999       ;; @r{This is a call to the function @code{error}.}
1000       (error "Rats!  The variable %s was %s, not 35" 'baz baz))
1001   ;; @r{This is the handler; it is not a form.}
1002   (error (princ (format "The error was: %s" err)) 
1003          2))
1004 @print{} The error was: (error "Rats!  The variable baz was 34, not 35")
1005 @result{} 2
1006 @end group
1007 @end smallexample
1009 @node Error Symbols
1010 @subsubsection Error Symbols and Condition Names
1011 @cindex error symbol
1012 @cindex error name
1013 @cindex condition name
1014 @cindex user-defined error
1015 @kindex error-conditions
1017   When you signal an error, you specify an @dfn{error symbol} to specify
1018 the kind of error you have in mind.  Each error has one and only one
1019 error symbol to categorize it.  This is the finest classification of
1020 errors defined by the Emacs Lisp language.
1022   These narrow classifications are grouped into a hierarchy of wider
1023 classes called @dfn{error conditions}, identified by @dfn{condition
1024 names}.  The narrowest such classes belong to the error symbols
1025 themselves: each error symbol is also a condition name.  There are also
1026 condition names for more extensive classes, up to the condition name
1027 @code{error} which takes in all kinds of errors.  Thus, each error has
1028 one or more condition names: @code{error}, the error symbol if that
1029 is distinct from @code{error}, and perhaps some intermediate
1030 classifications.
1032   In order for a symbol to be an error symbol, it must have an
1033 @code{error-conditions} property which gives a list of condition names.
1034 This list defines the conditions that this kind of error belongs to.
1035 (The error symbol itself, and the symbol @code{error}, should always be
1036 members of this list.)  Thus, the hierarchy of condition names is
1037 defined by the @code{error-conditions} properties of the error symbols.
1039   In addition to the @code{error-conditions} list, the error symbol
1040 should have an @code{error-message} property whose value is a string to
1041 be printed when that error is signaled but not handled.  If the
1042 @code{error-message} property exists, but is not a string, the error
1043 message @samp{peculiar error} is used.
1044 @cindex peculiar error
1046   Here is how we define a new error symbol, @code{new-error}:
1048 @example
1049 @group
1050 (put 'new-error
1051      'error-conditions
1052      '(error my-own-errors new-error))       
1053 @result{} (error my-own-errors new-error)
1054 @end group
1055 @group
1056 (put 'new-error 'error-message "A new error")
1057 @result{} "A new error"
1058 @end group
1059 @end example
1061 @noindent
1062 This error has three condition names: @code{new-error}, the narrowest
1063 classification; @code{my-own-errors}, which we imagine is a wider
1064 classification; and @code{error}, which is the widest of all.
1066   The error string should start with a capital letter but it should
1067 not end with a period.  This is for consistency with the rest of Emacs.
1069   Naturally, Emacs will never signal @code{new-error} on its own; only
1070 an explicit call to @code{signal} (@pxref{Signaling Errors}) in your
1071 code can do this:
1073 @example
1074 @group
1075 (signal 'new-error '(x y))
1076      @error{} A new error: x, y
1077 @end group
1078 @end example
1080   This error can be handled through any of the three condition names.
1081 This example handles @code{new-error} and any other errors in the class
1082 @code{my-own-errors}:
1084 @example
1085 @group
1086 (condition-case foo
1087     (bar nil t)
1088   (my-own-errors nil))
1089 @end group
1090 @end example
1092   The significant way that errors are classified is by their condition
1093 names---the names used to match errors with handlers.  An error symbol
1094 serves only as a convenient way to specify the intended error message
1095 and list of condition names.  It would be cumbersome to give
1096 @code{signal} a list of condition names rather than one error symbol.
1098   By contrast, using only error symbols without condition names would
1099 seriously decrease the power of @code{condition-case}.  Condition names
1100 make it possible to categorize errors at various levels of generality
1101 when you write an error handler.  Using error symbols alone would
1102 eliminate all but the narrowest level of classification.
1104   @xref{Standard Errors}, for a list of all the standard error symbols
1105 and their conditions.
1107 @node Cleanups
1108 @subsection Cleaning Up from Nonlocal Exits
1110   The @code{unwind-protect} construct is essential whenever you
1111 temporarily put a data structure in an inconsistent state; it permits
1112 you to make the data consistent again in the event of an error or throw.
1114 @defspec unwind-protect body cleanup-forms@dots{}
1115 @cindex cleanup forms
1116 @cindex protected forms
1117 @cindex error cleanup
1118 @cindex unwinding
1119 @code{unwind-protect} executes the @var{body} with a guarantee that the
1120 @var{cleanup-forms} will be evaluated if control leaves @var{body}, no
1121 matter how that happens.  The @var{body} may complete normally, or
1122 execute a @code{throw} out of the @code{unwind-protect}, or cause an
1123 error; in all cases, the @var{cleanup-forms} will be evaluated.
1125 If the @var{body} forms finish normally, @code{unwind-protect} returns
1126 the value of the last @var{body} form, after it evaluates the
1127 @var{cleanup-forms}.  If the @var{body} forms do not finish,
1128 @code{unwind-protect} does not return any value in the normal sense.
1130 Only the @var{body} is actually protected by the @code{unwind-protect}.
1131 If any of the @var{cleanup-forms} themselves exits nonlocally (e.g., via
1132 a @code{throw} or an error), @code{unwind-protect} is @emph{not}
1133 guaranteed to evaluate the rest of them.  If the failure of one of the
1134 @var{cleanup-forms} has the potential to cause trouble, then protect it
1135 with another @code{unwind-protect} around that form.
1137 The number of currently active @code{unwind-protect} forms counts,
1138 together with the number of local variable bindings, against the limit
1139 @code{max-specpdl-size} (@pxref{Local Variables}).
1140 @end defspec
1142   For example, here we make an invisible buffer for temporary use, and
1143 make sure to kill it before finishing:
1145 @smallexample
1146 @group
1147 (save-excursion
1148   (let ((buffer (get-buffer-create " *temp*")))
1149     (set-buffer buffer)
1150     (unwind-protect
1151         @var{body}
1152       (kill-buffer buffer))))
1153 @end group
1154 @end smallexample
1156 @noindent
1157 You might think that we could just as well write @code{(kill-buffer
1158 (current-buffer))} and dispense with the variable @code{buffer}.
1159 However, the way shown above is safer, if @var{body} happens to get an
1160 error after switching to a different buffer!  (Alternatively, you could
1161 write another @code{save-excursion} around the body, to ensure that the
1162 temporary buffer becomes current in time to kill it.)
1164 @findex ftp-login
1165   Here is an actual example taken from the file @file{ftp.el}.  It
1166 creates a process (@pxref{Processes}) to try to establish a connection
1167 to a remote machine.  As the function @code{ftp-login} is highly
1168 susceptible to numerous problems that the writer of the function cannot
1169 anticipate, it is protected with a form that guarantees deletion of the
1170 process in the event of failure.  Otherwise, Emacs might fill up with
1171 useless subprocesses.
1173 @smallexample
1174 @group
1175 (let ((win nil))
1176   (unwind-protect
1177       (progn
1178         (setq process (ftp-setup-buffer host file))
1179         (if (setq win (ftp-login process host user password))
1180             (message "Logged in")
1181           (error "Ftp login failed")))
1182     (or win (and process (delete-process process)))))
1183 @end group
1184 @end smallexample
1186   This example actually has a small bug: if the user types @kbd{C-g} to
1187 quit, and the quit happens immediately after the function
1188 @code{ftp-setup-buffer} returns but before the variable @code{process} is
1189 set, the process will not be killed.  There is no easy way to fix this bug,
1190 but at least it is very unlikely.
1192   Here is another example which uses @code{unwind-protect} to make sure
1193 to kill a temporary buffer.  In this example, the value returned by
1194 @code{unwind-protect} is used.
1196 @smallexample
1197 (defun shell-command-string (cmd)
1198   "Return the output of the shell command CMD, as a string."
1199   (save-excursion
1200     (set-buffer (generate-new-buffer " OS*cmd"))
1201     (shell-command cmd t)
1202     (unwind-protect
1203         (buffer-string)
1204       (kill-buffer (current-buffer)))))
1205 @end smallexample