(add-release-logs): Fix require call.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blob26c2449fee62ca2f346cec765c4c8f0aec337085
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2004
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
25 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
26 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
27                             that have a special bearing on how functions work.
28 @end menu
30 @node What Is a Function
31 @section What Is a Function?
33   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
34 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
35 computation is called the value of the function.  The computation can
36 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
37 the contents of data structures.
39   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
40 function-like objects.
42 @table @dfn
43 @item function
44 @cindex function
45 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
46 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
47 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
48 macros are not functions.
50 @item primitive
51 @cindex primitive
52 @cindex subr
53 @cindex built-in function
54 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
55 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
56 @dfn{built-in functions}, or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
57 considered primitives.)
59 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
60 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
61 to operating system services, or because it needs to run fast.
62 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
63 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
65 @item lambda expression
66 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
67 These are described in the following section.
68 @ifnottex
69 @xref{Lambda Expressions}.
70 @end ifnottex
72 @item special form
73 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
74 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
75 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
76 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
77 Structures}.
79 @item macro
80 @cindex macro
81 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
82 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
83 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
84 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
85 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
86 use macros.
88 @item command
89 @cindex command
90 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
91 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
92 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
93 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
94 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
95 the fact that the function is a command makes no difference.
97 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
98 they are not functions.  A symbol is a command if its function
99 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
100 The symbol is a function as well if the definition is a function.
101 @xref{Command Overview}.
103 @item keystroke command
104 @cindex keystroke command
105 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
106 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
107 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
108 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
110 @item byte-code function
111 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
112 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
113 @end table
115 @defun functionp object
116 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
117 function, or a special form, or, recursively, a symbol whose function
118 definition is a function or special form.  (This does not include
119 macros.)
120 @end defun
122 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not}
123 treat a symbol as its function definition.
125 @defun subrp object
126 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
127 (i.e., a Lisp primitive).
129 @example
130 @group
131 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
132      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
133 @end group
134 @group
135 (subrp (symbol-function 'message))
136      @result{} t
137 @end group
138 @end example
139 @end defun
141 @defun byte-code-function-p object
142 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
143 function.  For example:
145 @example
146 @group
147 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
148      @result{} t
149 @end group
150 @end example
151 @end defun
153 @defun subr-arity subr
154 @tindex subr-arity
155 This function provides information about the argument list of a
156 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
157 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
158 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
159 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
160 @var{subr} is a special form.
161 @end defun
163 @node Lambda Expressions
164 @section Lambda Expressions
165 @cindex lambda expression
167   A function written in Lisp is a list that looks like this:
169 @example
170 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
171   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
172   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
173   @var{body-forms}@dots{})
174 @end example
176 @noindent
177 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
178 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
179 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
180 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
181 expression, but to be called as a function.
183 @menu
184 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
185 * Simple Lambda::           A simple example.
186 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
187 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
188 @end menu
190 @node Lambda Components
191 @subsection Components of a Lambda Expression
193 @ifnottex
195   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
196 looks like this:
198 @example
199 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
200   [@var{documentation-string}]
201   [@var{interactive-declaration}]
202   @var{body-forms}@dots{})
203 @end example
204 @end ifnottex
206 @cindex lambda list
207   The first element of a lambda expression is always the symbol
208 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
209 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
210 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
211 functions.
213   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
214 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
215 the argument values are matched up against the variables in the lambda
216 list, which are given local bindings with the values provided.
217 @xref{Local Variables}.
219   The documentation string is a Lisp string object placed within the
220 function definition to describe the function for the Emacs help
221 facilities.  @xref{Function Documentation}.
223   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
224 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
225 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
226 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
227 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
228 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
229 declaration.
231 @cindex body of function
232   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
233 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
234 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
235 function is the value returned by the last element of the body.
237 @node Simple Lambda
238 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
240   Consider for example the following function:
242 @example
243 (lambda (a b c) (+ a b c))
244 @end example
246 @noindent
247 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
248 expression, like this:
250 @example
251 @group
252 ((lambda (a b c) (+ a b c))
253  1 2 3)
254 @end group
255 @end example
257 @noindent
258 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
259 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
260 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
261 therefore, this call to the function returns the value 6.
263   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
264 this example:
266 @example
267 @group
268 ((lambda (a b c) (+ a b c))
269  1 (* 2 3) (- 5 4))
270 @end group
271 @end example
273 @noindent
274 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
275 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
276 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
278   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
279 a form in this way.  You can get the same result, of making local
280 variables and giving them values, using the special form @code{let}
281 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
282 In practice, lambda expressions are either stored as the function
283 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
284 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
286   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
287 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
288 that time, they were the only way to bind and initialize local
289 variables.
291 @node Argument List
292 @subsection Other Features of Argument Lists
293 @kindex wrong-number-of-arguments
294 @cindex argument binding
295 @cindex binding arguments
297   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
298 specifies three argument variables, so it must be called with three
299 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
300 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
302   It is often convenient to write a function that allows certain
303 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
304 accepts three arguments---a string, the start index and the end
305 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
306 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
307 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
308 and @code{+} do.
310 @cindex optional arguments
311 @cindex rest arguments
312 @kindex &optional
313 @kindex &rest
314   To specify optional arguments that may be omitted when a function
315 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
316 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
317 keyword @code{&rest} before one final argument.
319   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
321 @example
322 @group
323 (@var{required-vars}@dots{}
324  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
325  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
326 @end group
327 @end example
329 @noindent
330 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
331 clauses, and the variables that follow them, are optional.
333   A call to the function requires one actual argument for each of the
334 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
335 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
336 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
337 be any number of extra actual arguments.
339   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
340 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
341 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
342 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
343 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
344 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
345 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
347 @cindex CL note---default optional arg
348 @quotation
349 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
350 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
351 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
352 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
353 @end quotation
355   For example, an argument list that looks like this:
357 @example
358 (a b &optional c d &rest e)
359 @end example
361 @noindent
362 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
363 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
364 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
365 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
366 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
367 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
368 is @code{nil}.
370   There is no way to have required arguments following optional
371 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
372 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
373 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
374 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
375 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
376 no sense to have any more arguments (either required or optional)
377 after a @code{&rest} argument.
379   Here are some examples of argument lists and proper calls:
381 @smallexample
382 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
383  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
384      @result{} 2
385 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
386          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
387  1 2)
388      @result{} 3
389 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
390          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
391  1 2 3 4 5)
392      @result{} 15
393 @end smallexample
395 @node Function Documentation
396 @subsection Documentation Strings of Functions
397 @cindex documentation of function
399   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
400 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
401 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
402 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
403 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
404 accessed.
406   It is a good idea to provide documentation strings for all the
407 functions in your program, even those that are called only from within
408 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
409 are easier to access.
411   The first line of the documentation string should stand on its own,
412 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
413 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
415   The start of the documentation string is usually indented in the
416 source file, but since these spaces come before the starting
417 double-quote, they are not part of the string.  Some people make a
418 practice of indenting any additional lines of the string so that the
419 text lines up in the program source.  @emph{That is a mistake.}  The
420 indentation of the following lines is inside the string; what looks
421 nice in the source code will look ugly when displayed by the help
422 commands.
424   You may wonder how the documentation string could be optional, since
425 there are required components of the function that follow it (the body).
426 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
427 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
428 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
429 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
430 as the return value and as the documentation.
432   The last line of the documentation string can specify calling
433 conventions different from the actual function arguments.  Write
434 text like this:
436 @example
437 \(fn @var{arglist})
438 @end example
440 @noindent
441 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
442 following it inside the documentation string.  (The @samp{\} is used
443 to avoid confusing the Emacs motion commands.)  The calling convention
444 specified in this way appears in help messages in place of the one
445 derived from the actual arguments of the function.
447   This feature is particularly useful for macro definitions, since the
448 arguments written in a macro definition often do not correspond to the
449 way users think of the parts of the macro call.
451 @node Function Names
452 @section Naming a Function
453 @cindex function definition
454 @cindex named function
455 @cindex function name
457   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
458 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
459 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
460 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
462   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
463 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
464 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
465 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
466 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
467 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
468 symbol's function definition in place of the symbol is called
469 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
471   In practice, nearly all functions are given names in this way and
472 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
473 as a function and does what it does because the primitive subr-object
474 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
476   We give functions names because it is convenient to refer to them by
477 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
478 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
479 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
480 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
481 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
482 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
483 more convenient than making the function definition point to itself
484 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
485 practice).
487   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
488 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
489 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
490 subr-object that is its function definition.  For most purposes, the
491 distinction is not important.
493   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
494 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
495 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
496 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
497 equally well a name for the same function.
499   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
500 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
501 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
502 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
503 function definition.)  If you have not given a symbol a function
504 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
505 value as a variable makes no difference to this.
507 @node Defining Functions
508 @section Defining Functions
509 @cindex defining a function
511   We usually give a name to a function when it is first created.  This
512 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
513 @code{defun} special form.
515 @defspec defun name argument-list body-forms
516 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
517 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
519 @example
520 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
521 @end example
523 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
524 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
525 value.
527 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
528 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
529 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two of the
530 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
531 declaration.
533 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
534 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
535 cell.  @xref{Symbol Components}.
537 Here are some examples:
539 @example
540 @group
541 (defun foo () 5)
542      @result{} foo
543 @end group
544 @group
545 (foo)
546      @result{} 5
547 @end group
549 @group
550 (defun bar (a &optional b &rest c)
551     (list a b c))
552      @result{} bar
553 @end group
554 @group
555 (bar 1 2 3 4 5)
556      @result{} (1 2 (3 4 5))
557 @end group
558 @group
559 (bar 1)
560      @result{} (1 nil nil)
561 @end group
562 @group
563 (bar)
564 @error{} Wrong number of arguments.
565 @end group
567 @group
568 (defun capitalize-backwards ()
569   "Upcase the last letter of a word."
570   (interactive)
571   (backward-word 1)
572   (forward-word 1)
573   (backward-char 1)
574   (capitalize-word 1))
575      @result{} capitalize-backwards
576 @end group
577 @end example
579 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
580 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
581 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
582 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
583 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
584 @end defspec
586 @defun defalias name definition &optional docstring
587 @anchor{Definition of defalias}
588 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
589 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
590 It returns @var{definition}.
592 If @var{docstring} is non-@code{nil}, it becomes the function
593 documentation of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
594 @var{definition} is used.
596 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
597 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
598 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
599 which file defined the function, just like @code{defun}
600 (@pxref{Unloading}).
602 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
603 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
604 records.
605 @end defun
607   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
608 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
609 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
610 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
611 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
612 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
613 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
614 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
615 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
616 definition will have no effect on them.
618   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
619 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
621 @node Calling Functions
622 @section Calling Functions
623 @cindex function invocation
624 @cindex calling a function
626   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
627 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
628 function is also known as @dfn{invocation}.
630   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
631 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
632 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
633 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
635   When you write a list as an expression in your program, you specify
636 which function to call, and how many arguments to give it, in the text
637 of the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
638 need to compute at run time which function to call.  To do that, use
639 the function @code{funcall}.  When you also need to determine at run
640 time how many arguments to pass, use @code{apply}.
642 @defun funcall function &rest arguments
643 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
644 whatever @var{function} returns.
646 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
647 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
648 means that you can use any expression to obtain the function to be
649 called.  It also means that @code{funcall} does not see the
650 expressions you write for the @var{arguments}, only their values.
651 These values are @emph{not} evaluated a second time in the act of
652 calling @var{function}; the operation of @code{funcall} is like the
653 normal procedure for calling a function, once its arguments have
654 already been evaluated.
656 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
657 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
658 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
659 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
660 above, it never knows them in the first place.
662 @example
663 @group
664 (setq f 'list)
665      @result{} list
666 @end group
667 @group
668 (funcall f 'x 'y 'z)
669      @result{} (x y z)
670 @end group
671 @group
672 (funcall f 'x 'y '(z))
673      @result{} (x y (z))
674 @end group
675 @group
676 (funcall 'and t nil)
677 @error{} Invalid function: #<subr and>
678 @end group
679 @end example
681 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
682 @end defun
684 @defun apply function &rest arguments
685 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
686 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
687 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
688 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
689 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
690 argument.
692 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
693 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
694 primitive function; special forms and macros do not make sense in
695 @code{apply}.
697 @example
698 @group
699 (setq f 'list)
700      @result{} list
701 @end group
702 @group
703 (apply f 'x 'y 'z)
704 @error{} Wrong type argument: listp, z
705 @end group
706 @group
707 (apply '+ 1 2 '(3 4))
708      @result{} 10
709 @end group
710 @group
711 (apply '+ '(1 2 3 4))
712      @result{} 10
713 @end group
715 @group
716 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
717      @result{} (a b c x y z)
718 @end group
719 @end example
721 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
722 of mapcar}.
723 @end defun
725 @cindex functionals
726   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
727 find them in data structures (especially in hook variables and property
728 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
729 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
731   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
732 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
733 function:
735 @defun identity arg
736 This function returns @var{arg} and has no side effects.
737 @end defun
739 @defun ignore &rest args
740 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
741 @end defun
743 @node Mapping Functions
744 @section Mapping Functions
745 @cindex mapping functions
747   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
748 special form or macro) to each element of a list or other collection.
749 Emacs Lisp has several such functions; @code{mapcar} and
750 @code{mapconcat}, which scan a list, are described here.
751 @xref{Definition of mapatoms}, for the function @code{mapatoms} which
752 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Definition of maphash},
753 for the function @code{maphash} which maps over key/value associations
754 in a hash table.
756   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
757 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
758 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
759 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
761 @defun mapcar function sequence
762 @anchor{Definition of mapcar}
763 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
764 in turn, and returns a list of the results.
766 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
767 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
768 result is always a list.  The length of the result is the same as the
769 length of @var{sequence}.
771 @smallexample
772 @group
773 @exdent @r{For example:}
775 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
776      @result{} (a c e)
777 (mapcar '1+ [1 2 3])
778      @result{} (2 3 4)
779 (mapcar 'char-to-string "abc")
780      @result{} ("a" "b" "c")
781 @end group
783 @group
784 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
785 (mapcar 'funcall my-hooks)
786 @end group
788 @group
789 (defun mapcar* (function &rest args)
790   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
791 Return the list of results."
792   ;; @r{If no list is exhausted,}
793   (if (not (memq nil args))
794       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
795       (cons (apply function (mapcar 'car args))
796             (apply 'mapcar* function
797                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
798                    (mapcar 'cdr args)))))
799 @end group
801 @group
802 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
803      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
804 @end group
805 @end smallexample
806 @end defun
808 @defun mapc function sequence
809 @tindex mapc
810 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
811 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
812 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
813 @end defun
815 @defun mapconcat function sequence separator
816 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
817 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
818 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
819 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
820 other suitable punctuation.
822 The argument @var{function} must be a function that can take one
823 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
824 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
825 bool-vector, or a string.
827 @smallexample
828 @group
829 (mapconcat 'symbol-name
830            '(The cat in the hat)
831            " ")
832      @result{} "The cat in the hat"
833 @end group
835 @group
836 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
837            "HAL-8000"
838            "")
839      @result{} "IBM.9111"
840 @end group
841 @end smallexample
842 @end defun
844 @node Anonymous Functions
845 @section Anonymous Functions
846 @cindex anonymous function
848   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
849 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
850 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
851 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
852 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
853 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
855   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
857 @smallexample
858 @group
859 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
860 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
861 @end group
862 @end smallexample
864 @noindent
865 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
866 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
867 @code{silly}.
869   Here is how we might call this function:
871 @example
872 @group
873 (funcall silly 1)
874 @result{} 13
875 @end group
876 @end example
878 @noindent
879 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
880 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
881 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
883   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
884 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
885 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
886 element of a list.
888   Here we define a function @code{change-property} which
889 uses a function as its third argument:
891 @example
892 @group
893 (defun change-property (symbol prop function)
894   (let ((value (get symbol prop)))
895     (put symbol prop (funcall function value))))
896 @end group
897 @end example
899 @noindent
900 Here we define a function that uses @code{change-property},
901 passing it a function to double a number:
903 @example
904 @group
905 (defun double-property (symbol prop)
906   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
907 @end group
908 @end example
910 @noindent
911 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
912 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
914 @example
915 @group
916 (defun double-property (symbol prop)
917   (change-property symbol prop
918                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
919 @end group
920 @end example
922 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
923 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
924 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
925 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
926 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
927 @code{change-property} is the precise list shown:
929 @example
930 (lambda (x) (* x 2))
931 @end example
933 @noindent
934 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
935 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
936 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
937 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
938 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
940   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
942 @example
943 @group
944 (defun double-property (symbol prop)
945   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
946 @end group
947 @end example
949 @noindent
950 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
952   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
953 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
954 comment:
956 @example
957 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
958 @end example
960 @cindex @samp{#'} syntax
961   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
962 For example,
964 @example
965 #'(lambda (x) (* x x))
966 @end example
968 @noindent
969 is equivalent to
971 @example
972 (function (lambda (x) (* x x)))
973 @end example
975 @defspec function function-object
976 @cindex function quoting
977 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
978 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
979 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
980 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
981 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
982 @end defspec
984   @xref{describe-symbols example}, for a realistic example using
985 @code{function} and an anonymous function.
987 @node Function Cells
988 @section Accessing Function Cell Contents
990   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
991 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
992 and set the function cell of symbols.
994   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
995 indirect-function}.
997 @defun symbol-function symbol
998 @kindex void-function
999 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
1000 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
1001 signaled.
1003 This function does not check that the returned object is a legitimate
1004 function.
1006 @example
1007 @group
1008 (defun bar (n) (+ n 2))
1009      @result{} bar
1010 @end group
1011 @group
1012 (symbol-function 'bar)
1013      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1014 @end group
1015 @group
1016 (fset 'baz 'bar)
1017      @result{} bar
1018 @end group
1019 @group
1020 (symbol-function 'baz)
1021      @result{} bar
1022 @end group
1023 @end example
1024 @end defun
1026 @cindex void function cell
1027   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1028 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1029 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1030 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1032   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1033 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1034 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1035 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1036 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1038   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1039 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1040 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1042 @defun fboundp symbol
1043 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1044 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1045 is a legitimate function.
1046 @end defun
1048 @defun fmakunbound symbol
1049 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1050 subsequent attempt to access this cell will cause a
1051 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1052 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1054 @example
1055 @group
1056 (defun foo (x) x)
1057      @result{} foo
1058 @end group
1059 @group
1060 (foo 1)
1061      @result{}1
1062 @end group
1063 @group
1064 (fmakunbound 'foo)
1065      @result{} foo
1066 @end group
1067 @group
1068 (foo 1)
1069 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1070 @end group
1071 @end example
1072 @end defun
1074 @defun fset symbol definition
1075 This function stores @var{definition} in the function cell of
1076 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1077 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1078 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1079 argument.
1081 There are three normal uses of this function:
1083 @itemize @bullet
1084 @item
1085 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1086 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1087 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1088 @code{fset}; see @ref{Definition of defalias}.)
1090 @item
1091 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1092 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1093 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1094 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1095 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1096 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1098 @item
1099 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1100 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1101 @code{fset}.
1102 @end itemize
1104 Here are examples of these uses:
1106 @example
1107 @group
1108 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1109 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1110 @end group
1112 @group
1113 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1114 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1115 (fset 'xfirst 'car)
1116      @result{} car
1117 @end group
1118 @group
1119 (xfirst '(1 2 3))
1120      @result{} 1
1121 @end group
1122 @group
1123 (symbol-function 'xfirst)
1124      @result{} car
1125 @end group
1126 @group
1127 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1128      @result{} #<subr car>
1129 @end group
1131 @group
1132 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1133 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1134      @result{} "\^u2\^k"
1135 @end group
1137 @group
1138 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1139 (defun copy-function-definition (new old)
1140   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1141   (fset new (symbol-function old)))
1142 @end group
1143 @end example
1144 @end defun
1146   @code{fset} is sometimes used to save the old definition of a
1147 function before redefining it.  That permits the new definition to
1148 invoke the old definition.  But it is unmodular and unclean for a Lisp
1149 file to redefine a function defined elsewhere.  If you want to modify
1150 a function defined by another package, it is cleaner to use
1151 @code{defadvice} (@pxref{Advising Functions}).
1153 @node Inline Functions
1154 @section Inline Functions
1155 @cindex inline functions
1157 @findex defsubst
1158 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1159 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1160 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1161 the function's definition is open-coded into the caller.
1163 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1164 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1165 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1166 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1167 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1168 make a function inline unless its speed is really crucial.
1170 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1171 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1172 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1173 generally should not make large functions inline.
1175 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1176 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1177 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1178 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1179 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1180 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1181 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1182 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1183 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1185 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1186 following the definition, just like macros.
1188 @node Function Safety
1189 @section Determining whether a function is safe to call
1190 @cindex function safety
1191 @cindex safety of functions
1193 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1194 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1195 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1196 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1197 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1198 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1200 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1201 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1202 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1203 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1204 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1205 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1206 list of buffer-local bindings.
1207 @end defun
1209 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1210 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1211 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1212 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1213 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1214 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1215 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1216 must delete properties from all strings calculated by user code before
1217 inserting them into buffers.
1219 @ignore
1220 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1221 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1222 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1223 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1225 @table @dfn
1226 @item Safe expression
1227 @itemize
1228 @item
1229 An atom or quoted thing.
1230 @item
1231 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1232 safe expressions.
1233 @item
1234 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1235 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1236 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1237 safe.
1238 @item
1239 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1240 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1241 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1242 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1243 @item
1244 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1245 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1246 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1247 bindings.
1248 @item
1249 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1250 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1251 @end itemize
1253 @item Safe function
1254 @itemize
1255 @item
1256 A lambda containing safe expressions.
1257 @item
1258 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1259 @item
1260 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1261 @item
1262 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1263 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1264 Other values will someday indicate functions with classes of side
1265 effects that are not always safe.
1266 @end itemize
1268 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1269 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1270 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1271 functions you write.
1272 @end table
1273 @end ignore
1275 @node Related Topics
1276 @section Other Topics Related to Functions
1278   Here is a table of several functions that do things related to
1279 function calling and function definitions.  They are documented
1280 elsewhere, but we provide cross references here.
1282 @table @code
1283 @item apply
1284 See @ref{Calling Functions}.
1286 @item autoload
1287 See @ref{Autoload}.
1289 @item call-interactively
1290 See @ref{Interactive Call}.
1292 @item commandp
1293 See @ref{Interactive Call}.
1295 @item documentation
1296 See @ref{Accessing Documentation}.
1298 @item eval
1299 See @ref{Eval}.
1301 @item funcall
1302 See @ref{Calling Functions}.
1304 @item function
1305 See @ref{Anonymous Functions}.
1307 @item ignore
1308 See @ref{Calling Functions}.
1310 @item indirect-function
1311 See @ref{Function Indirection}.
1313 @item interactive
1314 See @ref{Using Interactive}.
1316 @item interactive-p
1317 See @ref{Interactive Call}.
1319 @item mapatoms
1320 See @ref{Creating Symbols}.
1322 @item mapcar
1323 See @ref{Mapping Functions}.
1325 @item map-char-table
1326 See @ref{Char-Tables}.
1328 @item mapconcat
1329 See @ref{Mapping Functions}.
1331 @item undefined
1332 See @ref{Functions for Key Lookup}.
1333 @end table
1335 @ignore
1336    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1337 @end ignore