(ispell-command-loop): Use with-no-warnings.
[emacs.git] / lispintro / emacs-lisp-intro.texi
blob3714e010d1831ad430a1dbb62291c1f459d2fcf5
1 \input texinfo                                  @c -*-texinfo-*-
2 @comment %**start of header
3 @setfilename ../info/eintr
4 @c setfilename emacs-lisp-intro.info
5 @c sethtmlfilename emacs-lisp-intro.html
6 @settitle Programming in Emacs Lisp
7 @syncodeindex vr cp
8 @syncodeindex fn cp
9 @setchapternewpage odd
10 @finalout
12 @c ---------
13 @c <<<< For hard copy printing, this file is now
14 @c      set for smallbook, which works for all sizes
15 @c      of paper, and with Postscript figures >>>>
16 @smallbook
17 @clear  largebook
18 @set print-postscript-figures
19 @c set largebook
20 @c clear print-postscript-figures
21 @c ---------
23 @comment %**end of header
25 @set edition-number 2.14
26 @set update-date 2004 Oct 12
28 @ignore
29  ## Summary of shell commands to create various output formats:
31     pushd /usr/local/src/emacs/lispintro/
33     ## Info output
34     makeinfo --no-split --paragraph-indent=0 --verbose emacs-lisp-intro.texi
36     ## DVI output
37     texi2dvi emacs-lisp-intro.texi
39     ## HTML output
40     makeinfo --html --no-split --verbose emacs-lisp-intro.texi
42     ## Plain text output
43     makeinfo --fill-column=70 --no-split --paragraph-indent=0 \
44     --verbose --no-headers --output=emacs-lisp-intro.txt emacs-lisp-intro.texi
46     ## DocBook output
47     makeinfo --docbook --no-split --paragraph-indent=0 \
48     --verbose emacs-lisp-intro.texi
50     ## XML output
51     makeinfo --xml --no-split --paragraph-indent=0 \
52     --verbose emacs-lisp-intro.texi
54     #### (You must be in the same directory as the viewed file.)
56       ## View DVI output
57       xdvi emacs-lisp-intro.dvi &
59       ## View HTML output
60       galeon emacs-lisp-intro.html
62       ## View Info output with standalone reader
63       info emacs-lisp-intro.info
65  ## popd
67 @end ignore
69 @c ================ Included Figures ================
71 @c Set  print-postscript-figures  if you print PostScript figures.
72 @c If you clear this, the ten figures will be printed as ASCII diagrams.
73 @c (This is not relevant to Info, since Info only handles ASCII.)
74 @c Your site may require editing changes to print PostScript; in this
75 @c case, search for `print-postscript-figures' and make appropriate changes.
78 @c ================ How to Create an Info file ================
80 @c If you have `makeinfo' installed, run the following command
82 @c     makeinfo emacs-lisp-intro.texi
84 @c or, if you want a single, large Info file, and no paragraph indents:
85 @c     makeinfo --no-split --paragraph-indent=0 --verbose emacs-lisp-intro.texi
87 @c After creating the Info file, edit your Info `dir' file, if the
88 @c `dircategory' section below does not enable your system to
89 @c install the manual automatically.
90 @c (The `dir' file is often in the `/usr/local/info/' directory.)
92 @c ================ How to Create an HTML file ================
94 @c To convert to HTML format
95 @c     makeinfo --html --no-split --verbose emacs-lisp-intro.texi
97 @c ================ How to Print a Book in Various Sizes ================
99 @c This book can be printed in any of three different sizes.
100 @c In the above header, set @-commands appropriately.
102 @c     7 by 9.25 inches:
103 @c              @smallbook
104 @c              @clear largebook
106 @c     8.5 by 11 inches:
107 @c              @c smallbook
108 @c              @set largebook
110 @c     European A4 size paper:
111 @c              @c smallbook
112 @c              @afourpaper
113 @c              @set largebook
115 @c ================ How to Typeset and Print ================
117 @c If you do not include PostScript figures, run either of the
118 @c following command sequences, or similar commands suited to your
119 @c system:
121 @c     texi2dvi emacs-lisp-intro.texi
122 @c     lpr -d emacs-lisp-intro.dvi
124 @c or else:
126 @c     tex emacs-lisp-intro.texi
127 @c     texindex emacs-lisp-intro.??
128 @c     tex emacs-lisp-intro.texi
129 @c     lpr -d emacs-lisp-intro.dvi
131 @c If you include the PostScript figures, and you have old software,
132 @c you may need to convert the .dvi file to a .ps file before
133 @c printing.  Run either of the following command sequences, or one
134 @c similar:
136 @c     dvips -f < emacs-lisp-intro.dvi > emacs-lisp-intro.ps
138 @c or else:
140 @c     postscript -p < emacs-lisp-intro.dvi > emacs-lisp-intro.ps
143 @c (Note: if you edit the book so as to change the length of the
144 @c table of contents, you may have to change the value of `pageno' below.)
146 @c ================ End of Formatting Sections ================
148 @c For next or subsequent edition:
149 @c   create function using with-output-to-temp-buffer
150 @c   create a major mode, with keymaps
151 @c   run an asynchronous process, like grep or diff
153 @c For 8.5 by 11 inch format: do not use such a small amount of
154 @c whitespace between paragraphs as smallbook format
155 @ifset largebook
156 @tex
157 \global\parskip 6pt plus 1pt
158 @end tex
159 @end ifset
161 @c For all sized formats:  print within-book cross
162 @c reference with ``...''  rather than [...]
164 @c This works with the texinfo.tex file, version 2003-05-04.08,
165 @c in the Texinfo version 4.6 of the 2003 Jun 13 distribution.
167 @tex
168 \global\def\xrefprintnodename#1{``#1''}
169 @end tex
171 @c ----------------------------------------------------
173 @dircategory Emacs
174 @direntry
175 * Emacs Lisp Intro: (eintr).
176                         A simple introduction to Emacs Lisp programming.
177 @end direntry
179 @copying
180 This is an @cite{Introduction to Programming in Emacs Lisp}, for
181 people who are not programmers.
182 @sp 1
183 Edition @value{edition-number}, @value{update-date}
184 @sp 1
185 Copyright @copyright{} 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 2001,
186 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
187 @sp 1
189 @iftex
190 Published by the:@*
192 GNU Press,                      @hfill  @uref{http://www.gnupress.org}@*
193 a division of the               @hfill General: @email{press@@gnu.org}@*
194 Free Software Foundation, Inc.  @hfill Orders:@w{ }  @email{sales@@gnu.org}@*
195 59 Temple Place, Suite 330      @hfill Tel: +1 (617) 542-5942@*
196 Boston, MA 02111-1307 USA       @hfill Fax: +1 (617) 542-2652@*
197 @end iftex
199 @ifnottex
200 Published by the:
202 @example
203 GNU Press,                          Website: http://www.gnupress.org
204 a division of the                   General: press@@gnu.org
205 Free Software Foundation, Inc.      Orders:  sales@@gnu.org
206 59 Temple Place, Suite 330          Tel: +1 (617) 542-5942
207 Boston, MA 02111-1307 USA           Fax: +1 (617) 542-2652
208 @end example
209 @end ifnottex
211 @sp 1
212 @c Printed copies are available for $30 each.@*
213 ISBN 1-882114-43-4
215 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
216 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
217 any later version published by the Free Software Foundation; there
218 being no Invariant Section, with the Front-Cover Texts being ``A GNU
219 Manual'', and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of
220 the license is included in the section entitled ``GNU Free
221 Documentation License''.
223 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have freedom to copy and
224 modify this GNU Manual, like GNU software.  Copies published by the
225 Free Software Foundation raise funds for GNU development.''
226 @end copying
228 @c half title; two lines here, so do not use `shorttitlepage'
229 @tex
230 {\begingroup%
231     \hbox{}\vskip 1.5in \chaprm \centerline{An Introduction to}%
232         \endgroup}%
233 {\begingroup\hbox{}\vskip 0.25in \chaprm%
234         \centerline{Programming in Emacs Lisp}%
235         \endgroup\page\hbox{}\page}
236 @end tex
238 @titlepage
239 @sp 6
240 @center @titlefont{An Introduction to}
241 @sp 2
242 @center @titlefont{Programming in Emacs Lisp}
243 @sp 2
244 @center Revised Second Edition
245 @sp 4
246 @center by Robert J. Chassell
248 @page
249 @vskip 0pt plus 1filll
250 @insertcopying
251 @end titlepage
253 @iftex
254 @headings off
255 @evenheading @thispage @| @| @thischapter
256 @oddheading @thissection @| @| @thispage
257 @end iftex
259 @ifnothtml
260 @c     Keep T.O.C. short by tightening up for largebook
261 @ifset largebook
262 @tex
263 \global\parskip 2pt plus 1pt
264 \global\advance\baselineskip by -1pt
265 @end tex
266 @end ifset
267 @end ifnothtml
269 @shortcontents
270 @contents
272 @ifnottex
273 @node Top, Preface, (dir), (dir)
274 @top An Introduction to Programming in Emacs Lisp
276 @insertcopying
278 This master menu first lists each chapter and index; then it lists
279 every node in every chapter.
280 @end ifnottex
282 @menu
283 * Preface::                     What to look for.
284 * List Processing::             What is Lisp?
285 * Practicing Evaluation::       Running several programs.
286 * Writing Defuns::              How to write function definitions.
287 * Buffer Walk Through::         Exploring a few buffer-related functions.
288 * More Complex::                A few, even more complex functions.
289 * Narrowing & Widening::        Restricting your and Emacs attention to
290                                     a region.
291 * car cdr & cons::              Fundamental functions in Lisp.
292 * Cutting & Storing Text::      Removing text and saving it.
293 * List Implementation::         How lists are implemented in the computer.
294 * Yanking::                     Pasting stored text.
295 * Loops & Recursion::           How to repeat a process.
296 * Regexp Search::               Regular expression searches.
297 * Counting Words::              A review of repetition and regexps.
298 * Words in a defun::            Counting words in a @code{defun}.
299 * Readying a Graph::            A prototype graph printing function.
300 * Emacs Initialization::        How to write a @file{.emacs} file.
301 * Debugging::                   How to run the Emacs Lisp debuggers.
302 * Conclusion::                  Now you have the basics.
303 * the-the::                     An appendix: how to find reduplicated words.
304 * Kill Ring::                   An appendix: how the kill ring works.
305 * Full Graph::                  How to create a graph with labelled axes.
306 * Free Software and Free Manuals::
307 * GNU Free Documentation License::
308 * Index::
309 * About the Author::
311 @detailmenu
312  --- The Detailed Node Listing ---
314 Preface
316 * Why::                         Why learn Emacs Lisp?
317 * On Reading this Text::        Read, gain familiarity, pick up habits....
318 * Who You Are::                 For whom this is written.
319 * Lisp History::
320 * Note for Novices::            You can read this as a novice.
321 * Thank You::
323 List Processing
325 * Lisp Lists::                  What are lists?
326 * Run a Program::               Any list in Lisp is a program ready to run.
327 * Making Errors::               Generating an error message.
328 * Names & Definitions::         Names of symbols and function definitions.
329 * Lisp Interpreter::            What the Lisp interpreter does.
330 * Evaluation::                  Running a program.
331 * Variables::                   Returning a value from a variable.
332 * Arguments::                   Passing information to a function.
333 * set & setq::                  Setting the value of a variable.
334 * Summary::                     The major points.
335 * Error Message Exercises::
337 Lisp Lists
339 * Numbers Lists::               List have numbers, other lists, in them.
340 * Lisp Atoms::                  Elemental entities.
341 * Whitespace in Lists::         Formating lists to be readable.
342 * Typing Lists::                How GNU Emacs helps you type lists.
344 The Lisp Interpreter
346 * Complications::               Variables, Special forms, Lists within.
347 * Byte Compiling::              Specially processing code for speed.
349 Evaluation
351 * Evaluating Inner Lists::      Lists within lists...
353 Variables
355 * fill-column Example::
356 * Void Function::               The error message for a symbol
357                                   without a function.
358 * Void Variable::               The error message for a symbol without a value.
360 Arguments
362 * Data types::                  Types of data passed to a function.
363 * Args as Variable or List::    An argument can be the value
364                                   of a variable or list.
365 * Variable Number of Arguments::  Some functions may take a
366                                   variable number of arguments.
367 * Wrong Type of Argument::      Passing an argument of the wrong type
368                                   to a function.
369 * message::                     A useful function for sending messages.
371 Setting the Value of a Variable
373 * Using set::                   Setting values.
374 * Using setq::                  Setting a quoted value.
375 * Counting::                    Using @code{setq} to count.
377 Practicing Evaluation
379 * How to Evaluate::             Typing editing commands or @kbd{C-x C-e}
380                                   causes evaluation.
381 * Buffer Names::                Buffers and files are different.
382 * Getting Buffers::             Getting a buffer itself, not merely its name.
383 * Switching Buffers::           How to change to another buffer.
384 * Buffer Size & Locations::     Where point is located and the size of
385                                 the buffer.
386 * Evaluation Exercise::
388 How To Write Function Definitions
390 * Primitive Functions::
391 * defun::                       The @code{defun} special form.
392 * Install::                     Install a function definition.
393 * Interactive::                 Making a function interactive.
394 * Interactive Options::         Different options for @code{interactive}.
395 * Permanent Installation::      Installing code permanently.
396 * let::                         Creating and initializing local variables.
397 * if::                          What if?
398 * else::                        If--then--else expressions.
399 * Truth & Falsehood::           What Lisp considers false and true.
400 * save-excursion::              Keeping track of point, mark, and buffer.
401 * Review::
402 * defun Exercises::
404 Install a Function Definition
406 * Effect of installation::
407 * Change a defun::              How to change a function definition.
409 Make a Function Interactive
411 * Interactive multiply-by-seven::  An overview.
412 * multiply-by-seven in detail::  The interactive version.
414 @code{let}
416 * Prevent confusion::
417 * Parts of let Expression::
418 * Sample let Expression::
419 * Uninitialized let Variables::
421 The @code{if} Special Form
423 * if in more detail::
424 * type-of-animal in detail::    An example of an @code{if} expression.
426 Truth and Falsehood in Emacs Lisp
428 * nil explained::               @code{nil} has two meanings.
430 @code{save-excursion}
432 * Point and mark::              A review of various locations.
433 * Template for save-excursion::
435 A Few Buffer--Related Functions
437 * Finding More::                How to find more information.
438 * simplified-beginning-of-buffer::  Shows @code{goto-char},
439                                 @code{point-min}, and @code{push-mark}.
440 * mark-whole-buffer::           Almost the same as @code{beginning-of-buffer}.
441 * append-to-buffer::            Uses @code{save-excursion} and
442                                 @code{insert-buffer-substring}.
443 * Buffer Related Review::       Review.
444 * Buffer Exercises::
446 The Definition of @code{mark-whole-buffer}
448 * mark-whole-buffer overview::
449 * Body of mark-whole-buffer::   Only three lines of code.
451 The Definition of @code{append-to-buffer}
453 * append-to-buffer overview::
454 * append interactive::          A two part interactive expression.
455 * append-to-buffer body::       Incorporates a @code{let} expression.
456 * append save-excursion::       How the @code{save-excursion} works.
458 A Few More Complex Functions
460 * copy-to-buffer::              With @code{set-buffer}, @code{get-buffer-create}.
461 * insert-buffer::               Read-only, and with @code{or}.
462 * beginning-of-buffer::         Shows @code{goto-char},
463                                 @code{point-min}, and @code{push-mark}.
464 * Second Buffer Related Review::
465 * optional Exercise::
467 The Definition of @code{insert-buffer}
469 * insert-buffer code::
470 * insert-buffer interactive::   When you can read, but not write.
471 * insert-buffer body::          The body has an @code{or} and a @code{let}.
472 * if & or::                     Using an @code{if} instead of an @code{or}.
473 * Insert or::                   How the @code{or} expression works.
474 * Insert let::                  Two @code{save-excursion} expressions.
476 The Interactive Expression in @code{insert-buffer}
478 * Read-only buffer::            When a buffer cannot be modified.
479 * b for interactive::           An existing buffer or else its name.
481 Complete Definition of @code{beginning-of-buffer}
483 * Optional Arguments::
484 * beginning-of-buffer opt arg::  Example with optional argument.
485 * beginning-of-buffer complete::
487 @code{beginning-of-buffer} with an Argument
489 * Disentangle beginning-of-buffer::
490 * Large buffer case::
491 * Small buffer case::
493 Narrowing and Widening
495 * Narrowing advantages::        The advantages of narrowing
496 * save-restriction::            The @code{save-restriction} special form.
497 * what-line::                   The number of the line that point is on.
498 * narrow Exercise::
500 @code{car}, @code{cdr}, @code{cons}: Fundamental Functions
502 * Strange Names::               An historical aside: why the strange names?
503 * car & cdr::                   Functions for extracting part of a list.
504 * cons::                        Constructing a list.
505 * nthcdr::                      Calling @code{cdr} repeatedly.
506 * nth::
507 * setcar::                      Changing the first element of a list.
508 * setcdr::                      Changing the rest of a list.
509 * cons Exercise::
511 @code{cons}
513 * Build a list::
514 * length::                      How to find the length of a list.
516 Cutting and Storing Text
518 * Storing Text::                Text is stored in a list.
519 * zap-to-char::                 Cutting out text up to a character.
520 * kill-region::                 Cutting text out of a region.
521 * Digression into C::           Minor note on C programming language macros.
522 * defvar::                      How to give a variable an initial value.
523 * copy-region-as-kill::         A definition for copying text.
524 * cons & search-fwd Review::
525 * search Exercises::
527 @code{zap-to-char}
529 * Complete zap-to-char::        The complete implementation.
530 * zap-to-char interactive::     A three part interactive expression.
531 * zap-to-char body::            A short overview.
532 * search-forward::              How to search for a string.
533 * progn::                       The @code{progn} special form.
534 * Summing up zap-to-char::      Using @code{point} and @code{search-forward}.
536 @code{kill-region}
538 * Complete kill-region::        The function definition.
539 * condition-case::              Dealing with a problem.
540 * delete-and-extract-region::   Doing the work.
542 Initializing a Variable with @code{defvar}
544 * See variable current value::
545 * defvar and asterisk::         An old-time convention.
547 @code{copy-region-as-kill}
549 * Complete copy-region-as-kill::  The complete function definition.
550 * copy-region-as-kill body::    The body of @code{copy-region-as-kill}.
552 The Body of @code{copy-region-as-kill}
554 * last-command & this-command::
555 * kill-append function::
556 * kill-new function::
558 How Lists are Implemented
560 * Lists diagrammed::
561 * Symbols as Chest::            Exploring a powerful metaphor.
562 * List Exercise::
564 Yanking Text Back
566 * Kill Ring Overview::          The kill ring is a list.
567 * kill-ring-yank-pointer::      The @code{kill-ring-yank-pointer} variable.
568 * yank nthcdr Exercises::
570 Loops and Recursion
572 * while::                       Causing a stretch of code to repeat.
573 * dolist dotimes::
574 * Recursion::                   Causing a function to call itself.
575 * Looping exercise::
577 @code{while}
579 * Looping with while::          Repeat so long as test returns true.
580 * Loop Example::                A @code{while} loop that uses a list.
581 * print-elements-of-list::      Uses @code{while}, @code{car}, @code{cdr}.
582 * Incrementing Loop::           A loop with an incrementing counter.
583 * Decrementing Loop::           A loop with a decrementing counter.
585 A Loop with an Incrementing Counter
587 * Incrementing Example::        Counting pebbles in a triangle.
588 * Inc Example parts::           The parts of the function definition.
589 * Inc Example altogether::      Putting the function definition together.
591 Loop with a Decrementing Counter
593 * Decrementing Example::        More pebbles on the beach.
594 * Dec Example parts::           The parts of the function definition.
595 * Dec Example altogether::      Putting the function definition together.
597 Save your time: @code{dolist} and @code{dotimes}
599 * dolist::
600 * dotimes::
602 Recursion
604 * Building Robots::             Same model, different serial number ...
605 * Recursive Definition Parts::  Walk until you stop ...
606 * Recursion with list::         Using a list as the test whether to recurse.
607 * Recursive triangle function::
608 * Recursion with cond::
609 * Recursive Patterns::          Often used templates.
610 * No Deferment::                Don't store up work ...
611 * No deferment solution::
613 Recursion in Place of a Counter
615 * Recursive Example arg of 1 or 2::
616 * Recursive Example arg of 3 or 4::
618 Recursive Patterns
620 * Every::
621 * Accumulate::
622 * Keep::
624 Regular Expression Searches
626 * sentence-end::                The regular expression for @code{sentence-end}.
627 * re-search-forward::           Very similar to @code{search-forward}.
628 * forward-sentence::            A straightforward example of regexp search.
629 * forward-paragraph::           A somewhat complex example.
630 * etags::                       How to create your own @file{TAGS} table.
631 * Regexp Review::
632 * re-search Exercises::
634 @code{forward-sentence}
636 * Complete forward-sentence::
637 * fwd-sentence while loops::    Two @code{while} loops.
638 * fwd-sentence re-search::      A regular expression search.
640 @code{forward-paragraph}: a Goldmine of Functions
642 * forward-paragraph in brief::  Key parts of the function definition.
643 * fwd-para let::                The @code{let*} expression.
644 * fwd-para while::              The forward motion @code{while} loop.
645 * fwd-para between paragraphs::  Movement between paragraphs.
646 * fwd-para within paragraph::   Movement within paragraphs.
647 * fwd-para no fill prefix::     When there is no fill prefix.
648 * fwd-para with fill prefix::   When there is a fill prefix.
649 * fwd-para summary::            Summary of @code{forward-paragraph} code.
651 Counting: Repetition and Regexps
653 * Why Count Words::
654 * count-words-region::          Use a regexp, but find a problem.
655 * recursive-count-words::       Start with case of no words in region.
656 * Counting Exercise::
658 The @code{count-words-region} Function
660 * Design count-words-region::   The definition using a @code{while} loop.
661 * Whitespace Bug::              The Whitespace Bug in @code{count-words-region}.
663 Counting Words in a @code{defun}
665 * Divide and Conquer::
666 * Words and Symbols::           What to count?
667 * Syntax::                      What constitutes a word or symbol?
668 * count-words-in-defun::        Very like @code{count-words}.
669 * Several defuns::              Counting several defuns in a file.
670 * Find a File::                 Do you want to look at a file?
671 * lengths-list-file::           A list of the lengths of many definitions.
672 * Several files::               Counting in definitions in different files.
673 * Several files recursively::   Recursively counting in different files.
674 * Prepare the data::            Prepare the data for display in a graph.
676 Count Words in @code{defuns} in Different Files
678 * lengths-list-many-files::     Return a list of the lengths of defuns.
679 * append::                      Attach one list to another.
681 Prepare the Data for Display in a Graph
683 * Sorting::                     Sorting lists.
684 * Files List::                  Making a list of files.
685 * Counting function definitions::
687 Readying a Graph
689 * Columns of a graph::
690 * graph-body-print::            How to print the body of a graph.
691 * recursive-graph-body-print::
692 * Printed Axes::
693 * Line Graph Exercise::
695 Your @file{.emacs} File
697 * Default Configuration::
698 * Site-wide Init::              You can write site-wide init files.
699 * defcustom::                   Emacs will write code for you.
700 * Beginning a .emacs File::     How to write a @code{.emacs file}.
701 * Text and Auto-fill::          Automatically wrap lines.
702 * Mail Aliases::                Use abbreviations for email addresses.
703 * Indent Tabs Mode::            Don't use tabs with @TeX{}
704 * Keybindings::                 Create some personal keybindings.
705 * Keymaps::                     More about key binding.
706 * Loading Files::               Load (i.e., evaluate) files automatically.
707 * Autoload::                    Make functions available.
708 * Simple Extension::            Define a function; bind it to a key.
709 * X11 Colors::                  Colors in version 19 in X.
710 * Miscellaneous::
711 * Mode Line::                   How to customize your mode line.
713 Debugging
715 * debug::                       How to use the built-in debugger.
716 * debug-on-entry::              Start debugging when you call a function.
717 * debug-on-quit::               Start debugging when you quit with @kbd{C-g}.
718 * edebug::                      How to use Edebug, a source level debugger.
719 * Debugging Exercises::
721 Handling the Kill Ring
723 * rotate-yank-pointer::         Move a pointer along a list and around.
724 * yank::                        Paste a copy of a clipped element.
725 * yank-pop::                    Insert first element pointed to.
726 * ring file::
728 The @code{rotate-yank-pointer} Function
730 * Understanding rotate-yk-ptr::
731 * rotate-yk-ptr body::          The body of @code{rotate-yank-pointer}.
733 The Body of @code{rotate-yank-pointer}
735 * Digression concerning error::  How to mislead humans, but not computers.
736 * rotate-yk-ptr else-part::     The else-part of the @code{if} expression.
737 * Remainder Function::          The remainder, @code{%}, function.
738 * rotate-yk-ptr remainder::     Using @code{%} in @code{rotate-yank-pointer}.
739 * kill-rng-yk-ptr last elt::    Pointing to the last element.
741 @code{yank}
743 * rotate-yk-ptr arg::           Pass the argument to @code{rotate-yank-pointer}.
744 * rotate-yk-ptr negative arg::  Pass a negative argument.
746 A Graph with Labelled Axes
748 * Labelled Example::
749 * print-graph Varlist::         @code{let} expression in @code{print-graph}.
750 * print-Y-axis::                Print a label for the vertical axis.
751 * print-X-axis::                Print a horizontal label.
752 * Print Whole Graph::           The function to print a complete graph.
754 The @code{print-Y-axis} Function
756 * Height of label::             What height for the Y axis?
757 * Compute a Remainder::         How to compute the remainder of a division.
758 * Y Axis Element::              Construct a line for the Y axis.
759 * Y-axis-column::               Generate a list of Y axis labels.
760 * print-Y-axis Penultimate::    A not quite final version.
762 The @code{print-X-axis} Function
764 * Similarities differences::    Much like @code{print-Y-axis}, but not exactly.
765 * X Axis Tic Marks::            Create tic marks for the horizontal axis.
767 Printing the Whole Graph
769 * The final version::           A few changes.
770 * Test print-graph::            Run a short test.
771 * Graphing words in defuns::    Executing the final code.
772 * lambda::                      How to write an anonymous function.
773 * mapcar::                      Apply a function to elements of a list.
774 * Another Bug::                 Yet another bug @dots{} most insidious.
775 * Final printed graph::         The graph itself!
777 @end detailmenu
778 @end menu
780 @c >>>> Set pageno appropriately <<<<
782 @c The first page of the Preface is a roman numeral; it is the first
783 @c right handed page after the Table of Contents; hence the following
784 @c setting must be for an odd negative number.
786 @iftex
787 @global@pageno = -11
788 @end iftex
790 @node Preface, List Processing, Top, Top
791 @comment  node-name,  next,  previous,  up
792 @unnumbered Preface
794 Most of the GNU Emacs integrated environment is written in the programming
795 language called Emacs Lisp.  The code written in this programming
796 language is the software---the sets of instructions---that tell the
797 computer what to do when you give it commands.  Emacs is designed so
798 that you can write new code in Emacs Lisp and easily install it as an
799 extension to the editor.
801 (GNU Emacs is sometimes called an ``extensible editor'', but it does
802 much more than provide editing capabilities.  It is better to refer to
803 Emacs as an ``extensible computing environment''.  However, that
804 phrase is quite a mouthful.  It is easier to refer to Emacs simply as
805 an editor.  Moreover, everything you do in Emacs---find the Mayan date
806 and phases of the moon, simplify polynomials, debug code, manage
807 files, read letters, write books---all these activities are kinds of
808 editing in the most general sense of the word.)
810 @menu
811 * Why::                         Why learn Emacs Lisp?
812 * On Reading this Text::        Read, gain familiarity, pick up habits....
813 * Who You Are::                 For whom this is written.
814 * Lisp History::
815 * Note for Novices::            You can read this as a novice.
816 * Thank You::
817 @end menu
819 @node Why, On Reading this Text, Preface, Preface
820 @ifnottex
821 @unnumberedsec Why Study Emacs Lisp?
822 @end ifnottex
824 Although Emacs Lisp is usually thought of in association only with Emacs,
825 it is a full computer programming language.  You can use Emacs Lisp as
826 you would any other programming language.
828 Perhaps you want to understand programming; perhaps you want to extend
829 Emacs; or perhaps you want to become a programmer.  This introduction to
830 Emacs Lisp is designed to get you started: to guide you in learning the
831 fundamentals of programming, and more importantly, to show you how you
832 can teach yourself to go further.
834 @node On Reading this Text, Who You Are, Why, Preface
835 @comment  node-name,  next,  previous,  up
836 @unnumberedsec On Reading this Text
838 All through this document, you will see little sample programs you can
839 run inside of Emacs.  If you read this document in Info inside of GNU
840 Emacs, you can run the programs as they appear.  (This is easy to do and
841 is explained when the examples are presented.)  Alternatively, you can
842 read this introduction as a printed book while sitting beside a computer
843 running Emacs.  (This is what I like to do; I like printed books.)  If
844 you don't have a running Emacs beside you, you can still read this book,
845 but in this case, it is best to treat it as a novel or as a travel guide
846 to a country not yet visited: interesting, but not the same as being
847 there.
849 Much of this introduction is dedicated to walk-throughs or guided tours
850 of code used in GNU Emacs.  These tours are designed for two purposes:
851 first, to give you familiarity with real, working code (code you use
852 every day); and, second, to give you familiarity with the way Emacs
853 works.  It is interesting to see how a working environment is
854 implemented.
855 Also, I
856 hope that you will pick up the habit of browsing through source code.
857 You can learn from it and mine it for ideas.  Having GNU Emacs is like
858 having a dragon's cave of treasures.
860 In addition to learning about Emacs as an editor and Emacs Lisp as a
861 programming language, the examples and guided tours will give you an
862 opportunity to get acquainted with Emacs as a Lisp programming
863 environment.  GNU Emacs supports programming and provides tools that
864 you will want to become comfortable using, such as @kbd{M-.} (the key
865 which invokes the @code{find-tag} command).  You will also learn about
866 buffers and other objects that are part of the environment.
867 Learning about these features of Emacs is like learning new routes
868 around your home town.
870 @ignore
871 In addition, I have written several programs as extended examples.
872 Although these are examples, the programs are real.  I use them.
873 Other people use them.  You may use them.  Beyond the fragments of
874 programs used for illustrations, there is very little in here that is
875 `just for teaching purposes'; what you see is used.  This is a great
876 advantage of Emacs Lisp: it is easy to learn to use it for work.
877 @end ignore
879 Finally, I hope to convey some of the skills for using Emacs to
880 learn aspects of programming that you don't know.  You can often use
881 Emacs to help you understand what puzzles you or to find out how to do
882 something new.  This self-reliance is not only a pleasure, but an
883 advantage.
885 @node Who You Are, Lisp History, On Reading this Text, Preface
886 @comment  node-name,  next,  previous,  up
887 @unnumberedsec For Whom This is Written
889 This text is written as an elementary introduction for people who are
890 not programmers.  If you are a programmer, you may not be satisfied with
891 this primer.  The reason is that you may have become expert at reading
892 reference manuals and be put off by the way this text is organized.
894 An expert programmer who reviewed this text said to me:
896 @quotation
897 @i{I prefer to learn from reference manuals.  I ``dive into'' each
898 paragraph, and ``come up for air'' between paragraphs.}
900 @i{When I get to the end of a paragraph, I assume that that subject is
901 done, finished, that I know everything I need (with the
902 possible exception of the case when the next paragraph starts talking
903 about it in more detail).  I expect that a well written reference manual
904 will not have a lot of redundancy, and that it will have excellent
905 pointers to the (one) place where the information I want is.}
906 @end quotation
908 This introduction is not written for this person!
910 Firstly, I try to say everything at least three times: first, to
911 introduce it; second, to show it in context; and third, to show it in a
912 different context, or to review it.
914 Secondly, I hardly ever put all the information about a subject in one
915 place, much less in one paragraph.  To my way of thinking, that imposes
916 too heavy a burden on the reader.  Instead I try to explain only what
917 you need to know at the time.  (Sometimes I include a little extra
918 information so you won't be surprised later when the additional
919 information is formally introduced.)
921 When you read this text, you are not expected to learn everything the
922 first time.  Frequently, you need only make, as it were, a `nodding
923 acquaintance' with some of the items mentioned.  My hope is that I have
924 structured the text and given you enough hints that you will be alert to
925 what is important, and concentrate on it.
927 You will need to ``dive into'' some paragraphs; there is no other way
928 to read them.  But I have tried to keep down the number of such
929 paragraphs.  This book is intended as an approachable hill, rather than
930 as a daunting mountain.
932 This introduction to @cite{Programming in Emacs Lisp} has a companion
933 document,
934 @iftex
935 @cite{The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
936 @end iftex
937 @ifnottex
938 @ref{Top, , The GNU Emacs Lisp Reference Manual, elisp, The GNU
939 Emacs Lisp Reference Manual}.
940 @end ifnottex
941 The reference manual has more detail than this introduction.  In the
942 reference manual, all the information about one topic is concentrated
943 in one place.  You should turn to it if you are like the programmer
944 quoted above.  And, of course, after you have read this
945 @cite{Introduction}, you will find the @cite{Reference Manual} useful
946 when you are writing your own programs.
948 @node Lisp History, Note for Novices, Who You Are, Preface
949 @unnumberedsec Lisp History
950 @cindex Lisp history
952 Lisp was first developed in the late 1950s at the Massachusetts
953 Institute of Technology for research in artificial intelligence.  The
954 great power of the Lisp language makes it superior for other purposes as
955 well, such as writing editor commands and integrated environments.
957 @cindex Maclisp
958 @cindex Common Lisp
959 GNU Emacs Lisp is largely inspired by Maclisp, which was written at MIT
960 in the 1960s.  It is somewhat inspired by Common Lisp, which became a
961 standard in the 1980s.  However, Emacs Lisp is much simpler than Common
962 Lisp.  (The standard Emacs distribution contains an optional extensions
963 file, @file{cl.el}, that adds many Common Lisp features to Emacs Lisp.)
965 @node Note for Novices, Thank You, Lisp History, Preface
966 @comment  node-name,  next,  previous,  up
967 @unnumberedsec A Note for Novices
969 If you don't know GNU Emacs, you can still read this document
970 profitably.  However, I recommend you learn Emacs, if only to learn to
971 move around your computer screen.  You can teach yourself how to use
972 Emacs with the on-line tutorial.  To use it, type @kbd{C-h t}.  (This
973 means you press and release the @key{CTRL} key and the @kbd{h} at the
974 same time, and then press and release @kbd{t}.)
976 Also, I often refer to one of Emacs' standard commands by listing the
977 keys which you press to invoke the command and then giving the name of
978 the command in parentheses, like this: @kbd{M-C-\}
979 (@code{indent-region}).  What this means is that the
980 @code{indent-region} command is customarily invoked by typing
981 @kbd{M-C-\}.  (You can, if you wish, change the keys that are typed to
982 invoke the command; this is called @dfn{rebinding}.  @xref{Keymaps, ,
983 Keymaps}.)  The abbreviation @kbd{M-C-\} means that you type your
984 @key{META} key, @key{CTRL} key and @key{\} key all at the same time.
985 (On many modern keyboards the @key{META} key is labelled
986 @key{ALT}.)
987 Sometimes a combination like this is called a keychord, since it is
988 similar to the way you play a chord on a piano.  If your keyboard does
989 not have a @key{META} key, the @key{ESC} key prefix is used in place
990 of it.  In this case, @kbd{M-C-\} means that you press and release your
991 @key{ESC} key and then type the @key{CTRL} key and the @key{\} key at
992 the same time.  But usually @kbd{M-C-\} means press the @key{CTRL} key
993 along with the key that is labelled @key{ALT} and, at the same time,
994 press the @key{\} key.
996 In addition to typing a lone keychord, you can prefix what you type
997 with @kbd{C-u}, which is called the `universal argument'.  The
998 @kbd{C-u} keychord passes an argument to the subsequent command.
999 Thus, to indent a region of plain text by 6 spaces, mark the region,
1000 and then type @w{@kbd{C-u 6 M-C-\}}.  (If you do not specify a number,
1001 Emacs either passes the number 4 to the command or otherwise runs the
1002 command differently than it would otherwise.)  @xref{Arguments, ,
1003 Numeric Arguments, emacs, The GNU Emacs Manual}.
1005 If you are reading this in Info using GNU Emacs, you can read through
1006 this whole document just by pressing the space bar, @key{SPC}.
1007 (To learn about Info, type @kbd{C-h i} and then select Info.)
1009 A note on terminology:  when I use the word Lisp alone, I often am
1010 referring to the various dialects of Lisp in general, but when I speak
1011 of Emacs Lisp, I am referring to GNU Emacs Lisp in particular.
1013 @node Thank You,  , Note for Novices, Preface
1014 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1015 @unnumberedsec Thank You
1017 My thanks to all who helped me with this book.  My especial thanks to
1018 @r{Jim Blandy}, @r{Noah Friedman}, @w{Jim Kingdon}, @r{Roland
1019 McGrath}, @w{Frank Ritter}, @w{Randy Smith}, @w{Richard M.@:
1020 Stallman}, and @w{Melissa Weisshaus}.  My thanks also go to both
1021 @w{Philip Johnson} and @w{David Stampe} for their patient
1022 encouragement.  My mistakes are my own.
1024 @flushright
1025 Robert J. Chassell
1026 @end flushright
1028 @c ================ Beginning of main text ================
1030 @c Start main text on right-hand (verso) page
1032 @tex
1033 \par\vfill\supereject
1034 \headings off
1035 \ifodd\pageno
1036     \par\vfill\supereject
1037 \else
1038     \par\vfill\supereject
1039     \page\hbox{}\page
1040     \par\vfill\supereject
1042 @end tex
1044 @iftex
1045 @headings off
1046 @evenheading @thispage @| @| @thischapter
1047 @oddheading @thissection @| @| @thispage
1048 @global@pageno = 1
1049 @end iftex
1051 @node List Processing, Practicing Evaluation, Preface, Top
1052 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1053 @chapter List Processing
1055 To the untutored eye, Lisp is a strange programming language.  In Lisp
1056 code there are parentheses everywhere.  Some people even claim that
1057 the name stands for `Lots of Isolated Silly Parentheses'.  But the
1058 claim is unwarranted.  Lisp stands for LISt Processing, and the
1059 programming language handles @emph{lists} (and lists of lists) by
1060 putting them between parentheses.  The parentheses mark the boundaries
1061 of the list.  Sometimes a list is preceded by a single apostrophe or
1062 quotation mark, @samp{'}@footnote{The single apostrophe or quotation
1063 mark is an abbreviation for the function @code{quote}; you need not
1064 think about functions now; functions are defined in @ref{Making
1065 Errors, , Generate an Error Message}.}  Lists are the basis of Lisp.
1067 @menu
1068 * Lisp Lists::                  What are lists?
1069 * Run a Program::               Any list in Lisp is a program ready to run.
1070 * Making Errors::               Generating an error message.
1071 * Names & Definitions::         Names of symbols and function definitions.
1072 * Lisp Interpreter::            What the Lisp interpreter does.
1073 * Evaluation::                  Running a program.
1074 * Variables::                   Returning a value from a variable.
1075 * Arguments::                   Passing information to a function.
1076 * set & setq::                  Setting the value of a variable.
1077 * Summary::                     The major points.
1078 * Error Message Exercises::
1079 @end menu
1081 @node Lisp Lists, Run a Program, List Processing, List Processing
1082 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1083 @section Lisp Lists
1084 @cindex Lisp Lists
1086 In Lisp, a list looks like this: @code{'(rose violet daisy buttercup)}.
1087 This list is preceded by a single apostrophe.  It could just as well be
1088 written as follows, which looks more like the kind of list you are likely
1089 to be familiar with:
1091 @smallexample
1092 @group
1093 '(rose
1094   violet
1095   daisy
1096   buttercup)
1097 @end group
1098 @end smallexample
1100 @noindent
1101 The elements of this list are the names of the four different flowers,
1102 separated from each other by whitespace and surrounded by parentheses,
1103 like flowers in a field with a stone wall around them.
1104 @cindex Flowers in a field
1106 @menu
1107 * Numbers Lists::               List have numbers, other lists, in them.
1108 * Lisp Atoms::                  Elemental entities.
1109 * Whitespace in Lists::         Formating lists to be readable.
1110 * Typing Lists::                How GNU Emacs helps you type lists.
1111 @end menu
1113 @node Numbers Lists, Lisp Atoms, Lisp Lists, Lisp Lists
1114 @ifnottex
1115 @unnumberedsubsec Numbers, Lists inside of Lists
1116 @end ifnottex
1118 Lists can also have numbers in them, as in this list: @code{(+ 2 2)}.
1119 This list has a plus-sign, @samp{+}, followed by two @samp{2}s, each
1120 separated by whitespace.
1122 In Lisp, both data and programs are represented the same way; that is,
1123 they are both lists of words, numbers, or other lists, separated by
1124 whitespace and surrounded by parentheses.  (Since a program looks like
1125 data, one program may easily serve as data for another; this is a very
1126 powerful feature of Lisp.)  (Incidentally, these two parenthetical
1127 remarks are @emph{not} Lisp lists, because they contain @samp{;} and
1128 @samp{.} as punctuation marks.)
1130 @need 1200
1131 Here is another list, this time with a list inside of it:
1133 @smallexample
1134 '(this list has (a list inside of it))
1135 @end smallexample
1137 The components of this list are the words @samp{this}, @samp{list},
1138 @samp{has}, and the list @samp{(a list inside of it)}.  The interior
1139 list is made up of the words @samp{a}, @samp{list}, @samp{inside},
1140 @samp{of}, @samp{it}.
1142 @node Lisp Atoms, Whitespace in Lists, Numbers Lists, Lisp Lists
1143 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1144 @subsection Lisp Atoms
1145 @cindex Lisp Atoms
1147 In Lisp, what we have been calling words are called @dfn{atoms}.  This
1148 term comes from the historical meaning of the word atom, which means
1149 `indivisible'.  As far as Lisp is concerned, the words we have been
1150 using in the lists cannot be divided into any smaller parts and still
1151 mean the same thing as part of a program; likewise with numbers and
1152 single character symbols like @samp{+}.  On the other hand, unlike an
1153 atom, a list can be split into parts.  (@xref{car cdr & cons, ,
1154 @code{car} @code{cdr} & @code{cons} Fundamental Functions}.)
1156 In a list, atoms are separated from each other by whitespace.  They can be
1157 right next to a parenthesis.
1159 @cindex @samp{empty list} defined
1160 Technically speaking, a list in Lisp consists of parentheses surrounding
1161 atoms separated by whitespace or surrounding other lists or surrounding
1162 both atoms and other lists.  A list can have just one atom in it or
1163 have nothing in it at all.  A list with nothing in it looks like this:
1164 @code{()}, and is called the @dfn{empty list}.  Unlike anything else, an
1165 empty list is considered both an atom and a list at the same time.
1167 @cindex Symbolic expressions, introduced
1168 @cindex @samp{expression} defined
1169 @cindex @samp{form} defined
1170 The printed representation of both atoms and lists are called
1171 @dfn{symbolic expressions} or, more concisely, @dfn{s-expressions}.
1172 The word @dfn{expression} by itself can refer to either the printed
1173 representation, or to the atom or list as it is held internally in the
1174 computer.  Often, people use the term @dfn{expression}
1175 indiscriminately.  (Also, in many texts, the word @dfn{form} is used
1176 as a synonym for expression.)
1178 Incidentally, the atoms that make up our universe were named such when
1179 they were thought to be indivisible; but it has been found that physical
1180 atoms are not indivisible.  Parts can split off an atom or it can
1181 fission into two parts of roughly equal size.  Physical atoms were named
1182 prematurely, before their truer nature was found.  In Lisp, certain
1183 kinds of atom, such as an array, can be separated into parts; but the
1184 mechanism for doing this is different from the mechanism for splitting a
1185 list.  As far as list operations are concerned, the atoms of a list are
1186 unsplittable.
1188 As in English, the meanings of the component letters of a Lisp atom
1189 are different from the meaning the letters make as a word.  For
1190 example, the word for the South American sloth, the @samp{ai}, is
1191 completely different from the two words, @samp{a}, and @samp{i}.
1193 There are many kinds of atom in nature but only a few in Lisp: for
1194 example, @dfn{numbers}, such as 37, 511, or 1729, and @dfn{symbols}, such
1195 as @samp{+}, @samp{foo}, or @samp{forward-line}.  The words we have
1196 listed in the examples above are all symbols.  In everyday Lisp
1197 conversation, the word ``atom'' is not often used, because programmers
1198 usually try to be more specific about what kind of atom they are dealing
1199 with.  Lisp programming is mostly about symbols (and sometimes numbers)
1200 within lists.  (Incidentally, the preceding three word parenthetical
1201 remark is a proper list in Lisp, since it consists of atoms, which in
1202 this case are symbols, separated by whitespace and enclosed by
1203 parentheses, without any non-Lisp punctuation.)
1205 @need 1250
1206 In addition, text between double quotation marks---even sentences or
1207 paragraphs---is an atom.  Here is an example:
1208 @cindex Text between double quotation marks
1210 @smallexample
1211 '(this list includes "text between quotation marks.")
1212 @end smallexample
1214 @cindex @samp{string} defined
1215 @noindent
1216 In Lisp, all of the quoted text including the punctuation mark and the
1217 blank spaces is a single atom.  This kind of atom is called a
1218 @dfn{string} (for `string of characters') and is the sort of thing that
1219 is used for messages that a computer can print for a human to read.
1220 Strings are a different kind of atom than numbers or symbols and are
1221 used differently.
1223 @node Whitespace in Lists, Typing Lists, Lisp Atoms, Lisp Lists
1224 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1225 @subsection Whitespace in Lists
1226 @cindex Whitespace in lists
1228 @need 1200
1229 The amount of whitespace in a list does not matter.  From the point of view
1230 of the Lisp language,
1232 @smallexample
1233 @group
1234 '(this list
1235    looks like this)
1236 @end group
1237 @end smallexample
1239 @need 800
1240 @noindent
1241 is exactly the same as this:
1243 @smallexample
1244 '(this list looks like this)
1245 @end smallexample
1247 Both examples show what to Lisp is the same list, the list made up of
1248 the symbols @samp{this}, @samp{list}, @samp{looks}, @samp{like}, and
1249 @samp{this} in that order.
1251 Extra whitespace and newlines are designed to make a list more readable
1252 by humans.  When Lisp reads the expression, it gets rid of all the extra
1253 whitespace (but it needs to have at least one space between atoms in
1254 order to tell them apart.)
1256 Odd as it seems, the examples we have seen cover almost all of what Lisp
1257 lists look like!  Every other list in Lisp looks more or less like one
1258 of these examples, except that the list may be longer and more complex.
1259 In brief, a list is between parentheses, a string is between quotation
1260 marks, a symbol looks like a word, and a number looks like a number.
1261 (For certain situations, square brackets, dots and a few other special
1262 characters may be used; however, we will go quite far without them.)
1264 @node Typing Lists,  , Whitespace in Lists, Lisp Lists
1265 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1266 @subsection GNU Emacs Helps You Type Lists
1267 @cindex Help typing lists
1268 @cindex Formatting help
1270 When you type a Lisp expression in GNU Emacs using either Lisp
1271 Interaction mode or Emacs Lisp mode, you have available to you several
1272 commands to format the Lisp expression so it is easy to read.  For
1273 example, pressing the @key{TAB} key automatically indents the line the
1274 cursor is on by the right amount.  A command to properly indent the
1275 code in a region is customarily bound to @kbd{M-C-\}.  Indentation is
1276 designed so that you can see which elements of a list belong to which
1277 list---elements of a sub-list are indented more than the elements of
1278 the enclosing list.
1280 In addition, when you type a closing parenthesis, Emacs momentarily
1281 jumps the cursor back to the matching opening parenthesis, so you can
1282 see which one it is.  This is very useful, since every list you type
1283 in Lisp must have its closing parenthesis match its opening
1284 parenthesis.  (@xref{Major Modes, , Major Modes, emacs, The GNU Emacs
1285 Manual}, for more information about Emacs' modes.)
1287 @node Run a Program, Making Errors, Lisp Lists, List Processing
1288 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1289 @section Run a Program
1290 @cindex Run a program
1291 @cindex Program, running one
1293 @cindex @samp{evaluate} defined
1294 A list in Lisp---any list---is a program ready to run.  If you run it
1295 (for which the Lisp jargon is @dfn{evaluate}), the computer will do one
1296 of three things: do nothing except return to you the list itself; send
1297 you an error message; or, treat the first symbol in the list as a
1298 command to do something.  (Usually, of course, it is the last of these
1299 three things that you really want!)
1301 @c use code for the single apostrophe, not samp.
1302 The single apostrophe, @code{'}, that I put in front of some of the
1303 example lists in preceding sections is called a @dfn{quote}; when it
1304 precedes a list, it tells Lisp to do nothing with the list, other than
1305 take it as it is written.  But if there is no quote preceding a list,
1306 the first item of the list is special: it is a command for the computer
1307 to obey.  (In Lisp, these commands are called @emph{functions}.)  The list
1308 @code{(+ 2 2)} shown above did not have a quote in front of it, so Lisp
1309 understands that the @code{+} is an instruction to do something with the
1310 rest of the list: add the numbers that follow.
1312 @need 1250
1313 If you are reading this inside of GNU Emacs in Info, here is how you can
1314 evaluate such a list:  place your cursor immediately after the right
1315 hand parenthesis of the following list and then type @kbd{C-x C-e}:
1317 @smallexample
1318 (+ 2 2)
1319 @end smallexample
1321 @c use code for the number four, not samp.
1322 @noindent
1323 You will see the number @code{4} appear in the echo area.  (In the
1324 jargon, what you have just done is ``evaluate the list.''  The echo area
1325 is the line at the bottom of the screen that displays or ``echoes''
1326 text.)  Now try the same thing with a quoted list:  place the cursor
1327 right after the following list and type @kbd{C-x C-e}:
1329 @smallexample
1330 '(this is a quoted list)
1331 @end smallexample
1333 @noindent
1334 You will see @code{(this is a quoted list)} appear in the echo area.
1336 @cindex Lisp interpreter, explained
1337 @cindex Interpreter, Lisp, explained
1338 In both cases, what you are doing is giving a command to the program
1339 inside of GNU Emacs called the @dfn{Lisp interpreter}---giving the
1340 interpreter a command to evaluate the expression.  The name of the Lisp
1341 interpreter comes from the word for the task done by a human who comes
1342 up with the meaning of an expression---who ``interprets'' it.
1344 You can also evaluate an atom that is not part of a list---one that is
1345 not surrounded by parentheses; again, the Lisp interpreter translates
1346 from the humanly readable expression to the language of the computer.
1347 But before discussing this (@pxref{Variables}), we will discuss what the
1348 Lisp interpreter does when you make an error.
1350 @node Making Errors, Names & Definitions, Run a Program, List Processing
1351 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1352 @section Generate an Error Message
1353 @cindex Generate an error message
1354 @cindex Error message generation
1356 Partly so you won't worry if you do it accidentally, we will now give
1357 a command to the Lisp interpreter that generates an error message.
1358 This is a harmless activity; and indeed, we will often try to generate
1359 error messages intentionally.  Once you understand the jargon, error
1360 messages can be informative.  Instead of being called ``error''
1361 messages, they should be called ``help'' messages.  They are like
1362 signposts to a traveller in a strange country; deciphering them can be
1363 hard, but once understood, they can point the way.
1365 The error message is generated by a built-in GNU Emacs debugger.  We
1366 will `enter the debugger'.  You get out of the debugger by typing @code{q}.
1368 What we will do is evaluate a list that is not quoted and does not
1369 have a meaningful command as its first element.  Here is a list almost
1370 exactly the same as the one we just used, but without the single-quote
1371 in front of it.  Position the cursor right after it and type @kbd{C-x
1372 C-e}:
1374 @smallexample
1375 (this is an unquoted list)
1376 @end smallexample
1378 @noindent
1379 What you see depends on which version of Emacs you are running.  GNU
1380 Emacs version 21 provides more information than version 20 and before.
1381 First, the more recent result of generating an error; then the
1382 earlier, version 20 result.
1384 @need 1250
1385 @noindent
1386 In GNU Emacs version 21, a @file{*Backtrace*} window will open up and
1387 you will see the following in it:
1389 @smallexample
1390 @group
1391 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1392 Debugger entered--Lisp error: (void-function this)
1393   (this is an unquoted list)
1394   eval((this is an unquoted list))
1395   eval-last-sexp-1(nil)
1396   eval-last-sexp(nil)
1397   call-interactively(eval-last-sexp)
1398 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1399 @end group
1400 @end smallexample
1402 @need 1200
1403 @noindent
1404 Your cursor will be in this window (you may have to wait a few seconds
1405 before it becomes visible).  To quit the debugger and make the
1406 debugger window go away, type:
1408 @smallexample
1410 @end smallexample
1412 @noindent
1413 Please type @kbd{q} right now, so you become confident that you can
1414 get out of the debugger.  Then, type @kbd{C-x C-e} again to re-enter
1417 @cindex @samp{function} defined
1418 Based on what we already know, we can almost read this error message.
1420 You read the @file{*Backtrace*} buffer from the bottom up; it tells
1421 you what Emacs did.  When you typed @kbd{C-x C-e}, you made an
1422 interactive call to the command @code{eval-last-sexp}.  @code{eval} is
1423 an abbreviation for `evaluate' and @code{sexp} is an abbreviation for
1424 `symbolic expression'.  The command means `evaluate last symbolic
1425 expression', which is the expression just before your cursor.
1427 Each line above tells you what the Lisp interpreter evaluated next.
1428 The most recent action is at the top.  The buffer is called the
1429 @file{*Backtrace*} buffer because it enables you to track Emacs
1430 backwards.
1432 @need 800
1433 At the top of the @file{*Backtrace*} buffer, you see the line:
1435 @smallexample
1436 Debugger entered--Lisp error: (void-function this)
1437 @end smallexample
1439 @noindent
1440 The Lisp interpreter tried to evaluate the first atom of the list, the
1441 word @samp{this}.  It is this action that generated the error message
1442 @samp{void-function this}.
1444 The message contains the words @samp{void-function} and @samp{this}.
1446 @cindex @samp{function} defined
1447 The word @samp{function} was mentioned once before.  It is a very
1448 important word.  For our purposes, we can define it by saying that a
1449 @dfn{function} is a set of instructions to the computer that tell the
1450 computer to do something.
1452 Now we can begin to understand the error message: @samp{void-function
1453 this}.  The function (that is, the word @samp{this}) does not have a
1454 definition of any set of instructions for the computer to carry out.
1456 The slightly odd word, @samp{void-function}, is designed to cover the
1457 way Emacs Lisp is implemented, which is that when a symbol does not
1458 have a function definition attached to it, the place that should
1459 contain the instructions is `void'.
1461 On the other hand, since we were able to add 2 plus 2 successfully, by
1462 evaluating @code{(+ 2 2)}, we can infer that the symbol @code{+} must
1463 have a set of instructions for the computer to obey and those
1464 instructions must be to add the numbers that follow the @code{+}.
1466 @need 1250
1467 In GNU Emacs version 20, and in earlier versions, you will see only
1468 one line of error message; it will appear in the echo area and look
1469 like this:
1471 @smallexample
1472 Symbol's function definition is void:@: this
1473 @end smallexample
1475 @noindent
1476 (Also, your terminal may beep at you---some do, some don't; and others
1477 blink.  This is just a device to get your attention.)  The message goes
1478 away as soon as you type another key, even just to move the cursor.
1480 We know the meaning of the word @samp{Symbol}.  It refers to the first
1481 atom of the list, the word @samp{this}.  The word @samp{function}
1482 refers to the instructions that tell the computer what to do.
1483 (Technically, the symbol tells the computer where to find the
1484 instructions, but this is a complication we can ignore for the
1485 moment.)
1487 The error message can be understood: @samp{Symbol's function
1488 definition is void:@: this}.  The symbol (that is, the word
1489 @samp{this}) lacks instructions for the computer to carry out.
1491 @node Names & Definitions, Lisp Interpreter, Making Errors, List Processing
1492 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1493 @section Symbol Names and Function Definitions
1494 @cindex Symbol names
1496 We can articulate another characteristic of Lisp based on what we have
1497 discussed so far---an important characteristic: a symbol, like
1498 @code{+}, is not itself the set of instructions for the computer to
1499 carry out.  Instead, the symbol is used, perhaps temporarily, as a way
1500 of locating the definition or set of instructions.  What we see is the
1501 name through which the instructions can be found.  Names of people
1502 work the same way.  I can be referred to as @samp{Bob}; however, I am
1503 not the letters @samp{B}, @samp{o}, @samp{b} but am, or were, the
1504 consciousness consistently associated with a particular life-form.
1505 The name is not me, but it can be used to refer to me.
1507 In Lisp, one set of instructions can be attached to several names.
1508 For example, the computer instructions for adding numbers can be
1509 linked to the symbol @code{plus} as well as to the symbol @code{+}
1510 (and are in some dialects of Lisp).  Among humans, I can be referred
1511 to as @samp{Robert} as well as @samp{Bob} and by other words as well.
1513 On the other hand, a symbol can have only one function definition
1514 attached to it at a time.  Otherwise, the computer would be confused as
1515 to which definition to use.  If this were the case among people, only
1516 one person in the world could be named @samp{Bob}.  However, the function
1517 definition to which the name refers can be changed readily.
1518 (@xref{Install, , Install a Function Definition}.)
1520 Since Emacs Lisp is large, it is customary to name symbols in a way
1521 that identifies the part of Emacs to which the function belongs.
1522 Thus, all the names for functions that deal with Texinfo start with
1523 @samp{texinfo-} and those for functions that deal with reading mail
1524 start with @samp{rmail-}.
1526 @node Lisp Interpreter, Evaluation, Names & Definitions, List Processing
1527 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1528 @section The Lisp Interpreter
1529 @cindex Lisp interpreter, what it does
1530 @cindex Interpreter, what it does
1532 Based on what we have seen, we can now start to figure out what the
1533 Lisp interpreter does when we command it to evaluate a list.
1534 First, it looks to see whether there is a quote before the list; if
1535 there is, the interpreter just gives us the list.  On the other
1536 hand, if there is no quote, the interpreter looks at the first element
1537 in the list and sees whether it has a function definition.  If it does,
1538 the interpreter carries out the instructions in the function definition.
1539 Otherwise, the interpreter prints an error message.
1541 This is how Lisp works.  Simple.  There are added complications which we
1542 will get to in a minute, but these are the fundamentals.  Of course, to
1543 write Lisp programs, you need to know how to write function definitions
1544 and attach them to names, and how to do this without confusing either
1545 yourself or the computer.
1547 @menu
1548 * Complications::               Variables, Special forms, Lists within.
1549 * Byte Compiling::              Specially processing code for speed.
1550 @end menu
1552 @node Complications, Byte Compiling, Lisp Interpreter, Lisp Interpreter
1553 @ifnottex
1554 @unnumberedsubsec Complications
1555 @end ifnottex
1557 Now, for the first complication.  In addition to lists, the Lisp
1558 interpreter can evaluate a symbol that is not quoted and does not have
1559 parentheses around it.  The Lisp interpreter will attempt to determine
1560 the symbol's value as a @dfn{variable}.  This situation is described
1561 in the section on variables.  (@xref{Variables}.)
1563 @cindex Special form
1564 The second complication occurs because some functions are unusual and do
1565 not work in the usual manner.  Those that don't are called @dfn{special
1566 forms}.  They are used for special jobs, like defining a function, and
1567 there are not many of them.  In the next few chapters, you will be
1568 introduced to several of the more important special forms.
1570 The third and final complication is this: if the function that the
1571 Lisp interpreter is looking at is not a special form, and if it is part
1572 of a list, the Lisp interpreter looks to see whether the list has a list
1573 inside of it.  If there is an inner list, the Lisp interpreter first
1574 figures out what it should do with the inside list, and then it works on
1575 the outside list.  If there is yet another list embedded inside the
1576 inner list, it works on that one first, and so on.  It always works on
1577 the innermost list first.  The interpreter works on the innermost list
1578 first, to evaluate the result of that list.  The result may be
1579 used by the enclosing expression.
1581 Otherwise, the interpreter works left to right, from one expression to
1582 the next.
1584 @node Byte Compiling,  , Complications, Lisp Interpreter
1585 @subsection Byte Compiling
1586 @cindex Byte compiling
1588 One other aspect of interpreting: the Lisp interpreter is able to
1589 interpret two kinds of entity: humanly readable code, on which we will
1590 focus exclusively, and specially processed code, called @dfn{byte
1591 compiled} code, which is not humanly readable.  Byte compiled code
1592 runs faster than humanly readable code.
1594 You can transform humanly readable code into byte compiled code by
1595 running one of the compile commands such as @code{byte-compile-file}.
1596 Byte compiled code is usually stored in a file that ends with a
1597 @file{.elc} extension rather than a @file{.el} extension.  You will
1598 see both kinds of file in the @file{emacs/lisp} directory; the files
1599 to read are those with @file{.el} extensions.
1601 As a practical matter, for most things you might do to customize or
1602 extend Emacs, you do not need to byte compile; and I will not discuss
1603 the topic here.  @xref{Byte Compilation, , Byte Compilation, elisp,
1604 The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for a full description of byte
1605 compilation.
1607 @node Evaluation, Variables, Lisp Interpreter, List Processing
1608 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1609 @section Evaluation
1610 @cindex Evaluation
1612 When the Lisp interpreter works on an expression, the term for the
1613 activity is called @dfn{evaluation}.  We say that the interpreter
1614 `evaluates the expression'.  I've used this term several times before.
1615 The word comes from its use in everyday language, `to ascertain the
1616 value or amount of; to appraise', according to @cite{Webster's New
1617 Collegiate Dictionary}.
1619 After evaluating an expression, the Lisp interpreter will most likely
1620 @dfn{return} the value that the computer produces by carrying out the
1621 instructions it found in the function definition, or perhaps it will
1622 give up on that function and produce an error message.  (The interpreter
1623 may also find itself tossed, so to speak, to a different function or it
1624 may attempt to repeat continually what it is doing for ever and ever in
1625 what is called an `infinite loop'.  These actions are less common; and
1626 we can ignore them.)  Most frequently, the interpreter returns a value.
1628 @cindex @samp{side effect} defined
1629 At the same time the interpreter returns a value, it may do something
1630 else as well, such as move a cursor or copy a file; this other kind of
1631 action is called a @dfn{side effect}.  Actions that we humans think are
1632 important, such as printing results, are often ``side effects'' to the
1633 Lisp interpreter.  The jargon can sound peculiar, but it turns out that
1634 it is fairly easy to learn to use side effects.
1636 In summary, evaluating a symbolic expression most commonly causes the
1637 Lisp interpreter to return a value and perhaps carry out a side effect;
1638 or else produce an error.
1640 @menu
1641 * Evaluating Inner Lists::      Lists within lists...
1642 @end menu
1644 @node Evaluating Inner Lists,  , Evaluation, Evaluation
1645 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1646 @subsection Evaluating Inner Lists
1647 @cindex Inner list evaluation
1648 @cindex Evaluating inner lists
1650 If evaluation applies to a list that is inside another list, the outer
1651 list may use the value returned by the first evaluation as information
1652 when the outer list is evaluated.  This explains why inner expressions
1653 are evaluated first: the values they return are used by the outer
1654 expressions.
1656 @need 1250
1657 We can investigate this process by evaluating another addition example.
1658 Place your cursor after the following expression and type @kbd{C-x C-e}:
1660 @smallexample
1661 (+ 2 (+ 3 3))
1662 @end smallexample
1664 @noindent
1665 The number 8 will appear in the echo area.
1667 What happens is that the Lisp interpreter first evaluates the inner
1668 expression, @code{(+ 3 3)}, for which the value 6 is returned; then it
1669 evaluates the outer expression as if it were written @code{(+ 2 6)}, which
1670 returns the value 8.  Since there are no more enclosing expressions to
1671 evaluate, the interpreter prints that value in the echo area.
1673 Now it is easy to understand the name of the command invoked by the
1674 keystrokes @kbd{C-x C-e}: the name is @code{eval-last-sexp}.  The
1675 letters @code{sexp} are an abbreviation for `symbolic expression', and
1676 @code{eval} is an abbreviation for `evaluate'.  The command means
1677 `evaluate last symbolic expression'.
1679 As an experiment, you can try evaluating the expression by putting the
1680 cursor at the beginning of the next line immediately following the
1681 expression, or inside the expression.
1683 @need 800
1684 Here is another copy of the expression:
1686 @smallexample
1687 (+ 2 (+ 3 3))
1688 @end smallexample
1690 @noindent
1691 If you place the cursor at the beginning of the blank line that
1692 immediately follows the expression and type @kbd{C-x C-e}, you will
1693 still get the value 8 printed in the echo area.  Now try putting the
1694 cursor inside the expression.  If you put it right after the next to
1695 last parenthesis (so it appears to sit on top of the last parenthesis),
1696 you will get a 6 printed in the echo area!  This is because the command
1697 evaluates the expression @code{(+ 3 3)}.
1699 Now put the cursor immediately after a number.  Type @kbd{C-x C-e} and
1700 you will get the number itself.  In Lisp, if you evaluate a number, you
1701 get the number itself---this is how numbers differ from symbols.  If you
1702 evaluate a list starting with a symbol like @code{+}, you will get a
1703 value returned that is the result of the computer carrying out the
1704 instructions in the function definition attached to that name.  If a
1705 symbol by itself is evaluated, something different happens, as we will
1706 see in the next section.
1708 @node Variables, Arguments, Evaluation, List Processing
1709 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1710 @section Variables
1711 @cindex Variables
1713 In Emacs Lisp, a symbol can have a value attached to it just as it can
1714 have a function definition attached to it.  The two are different.
1715 The function definition is a set of instructions that a computer will
1716 obey.  A value, on the other hand, is something, such as number or a
1717 name, that can vary (which is why such a symbol is called a variable).
1718 The value of a symbol can be any expression in Lisp, such as a symbol,
1719 number, list, or string.  A symbol that has a value is often called a
1720 @dfn{variable}.
1722 A symbol can have both a function definition and a value attached to
1723 it at the same time.  Or it can have just one or the other.
1724 The two are separate.  This is somewhat similar
1725 to the way the name Cambridge can refer to the city in Massachusetts
1726 and have some information attached to the name as well, such as
1727 ``great programming center''.
1729 @ignore
1730 (Incidentally, in Emacs Lisp, a symbol can have two
1731 other things attached to it, too: a property list and a documentation
1732 string; these are discussed later.)
1733 @end ignore
1735 Another way to think about this is to imagine a symbol as being a chest
1736 of drawers.  The function definition is put in one drawer, the value in
1737 another, and so on.  What is put in the drawer holding the value can be
1738 changed without affecting the contents of the drawer holding the
1739 function definition, and vice-versa.
1741 @menu
1742 * fill-column Example::
1743 * Void Function::               The error message for a symbol
1744                                   without a function.
1745 * Void Variable::               The error message for a symbol without a value.
1746 @end menu
1748 @node fill-column Example, Void Function, Variables, Variables
1749 @ifnottex
1750 @unnumberedsubsec @code{fill-column}, an Example Variable
1751 @end ifnottex
1753 @findex fill-column, @r{an example variable}
1754 @cindex Example variable, @code{fill-column}
1755 @cindex Variable, example of, @code{fill-column}
1756 The variable @code{fill-column} illustrates a symbol with a value
1757 attached to it: in every GNU Emacs buffer, this symbol is set to some
1758 value, usually 72 or 70, but sometimes to some other value.  To find the
1759 value of this symbol, evaluate it by itself.  If you are reading this in
1760 Info inside of GNU Emacs, you can do this by putting the cursor after
1761 the symbol and typing @kbd{C-x C-e}:
1763 @smallexample
1764 fill-column
1765 @end smallexample
1767 @noindent
1768 After I typed @kbd{C-x C-e}, Emacs printed the number 72 in my echo
1769 area.  This is the value for which @code{fill-column} is set for me as I
1770 write this.  It may be different for you in your Info buffer.  Notice
1771 that the value returned as a variable is printed in exactly the same way
1772 as the value returned by a function carrying out its instructions.  From
1773 the point of view of the Lisp interpreter, a value returned is a value
1774 returned.  What kind of expression it came from ceases to matter once
1775 the value is known.
1777 A symbol can have any value attached to it or, to use the jargon, we can
1778 @dfn{bind} the variable to a value: to a number, such as 72; to a
1779 string, @code{"such as this"}; to a list, such as @code{(spruce pine
1780 oak)}; we can even bind a variable to a function definition.
1782 A symbol can be bound to a value in several ways.  @xref{set & setq, ,
1783 Setting the Value of a Variable}, for information about one way to do
1784 this.
1786 @node Void Function, Void Variable, fill-column Example, Variables
1787 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1788 @subsection Error Message for a Symbol Without a Function
1789 @cindex Symbol without function error
1790 @cindex Error for symbol without function
1792 When we evaluated @code{fill-column} to find its value as a variable,
1793 we did not place parentheses around the word.  This is because we did
1794 not intend to use it as a function name.
1796 If @code{fill-column} were the first or only element of a list, the
1797 Lisp interpreter would attempt to find the function definition
1798 attached to it.  But @code{fill-column} has no function definition.
1799 Try evaluating this:
1801 @smallexample
1802 (fill-column)
1803 @end smallexample
1805 @need 1250
1806 @noindent
1807 In GNU Emacs version 21, you will create a @file{*Backtrace*} buffer
1808 that says:
1810 @smallexample
1811 @group
1812 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1813 Debugger entered--Lisp error: (void-function fill-column)
1814   (fill-column)
1815   eval((fill-column))
1816   eval-last-sexp-1(nil)
1817   eval-last-sexp(nil)
1818   call-interactively(eval-last-sexp)
1819 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1820 @end group
1821 @end smallexample
1823 @noindent
1824 (Remember, to quit the debugger and make the debugger window go away,
1825 type @kbd{q} in the @file{*Backtrace*} buffer.)
1827 @need 800
1828 In GNU Emacs 20 and before, you will produce an error message that says:
1830 @smallexample
1831 Symbol's function definition is void:@: fill-column
1832 @end smallexample
1834 @noindent
1835 (The message will go away away as soon as you move the cursor or type
1836 another key.)
1838 @node Void Variable,  , Void Function, Variables
1839 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1840 @subsection Error Message for a Symbol Without a Value
1841 @cindex Symbol without value error
1842 @cindex Error for symbol without value
1844 If you attempt to evaluate a symbol that does not have a value bound to
1845 it, you will receive an error message.  You can see this by
1846 experimenting with our 2 plus 2 addition.  In the following expression,
1847 put your cursor right after the @code{+}, before the first number 2,
1848 type @kbd{C-x C-e}:
1850 @smallexample
1851 (+ 2 2)
1852 @end smallexample
1854 @need 1500
1855 @noindent
1856 In GNU Emacs 21, you will create a @file{*Backtrace*} buffer that
1857 says:
1859 @smallexample
1860 @group
1861 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1862 Debugger entered--Lisp error: (void-variable +)
1863   eval(+)
1864   eval-last-sexp-1(nil)
1865   eval-last-sexp(nil)
1866   call-interactively(eval-last-sexp)
1867 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
1868 @end group
1869 @end smallexample
1871 @noindent
1872 (As with the other times we entered the debugger, you can quit by
1873 typing @kbd{q} in the @file{*Backtrace*} buffer.)
1875 This backtrace is different from the very first error message we saw,
1876 which said, @samp{Debugger entered--Lisp error: (void-function this)}.
1877 In this case, the function does not have a value as a variable; while
1878 in the other error message, the function (the word `this') did not
1879 have a definition.
1881 In this experiment with the @code{+}, what we did was cause the Lisp
1882 interpreter to evaluate the @code{+} and look for the value of the
1883 variable instead of the function definition.  We did this by placing the
1884 cursor right after the symbol rather than after the parenthesis of the
1885 enclosing list as we did before.  As a consequence, the Lisp interpreter
1886 evaluated the preceding s-expression, which in this case was the
1887 @code{+} by itself.
1889 Since @code{+} does not have a value bound to it, just the function
1890 definition, the error message reported that the symbol's value as a
1891 variable was void.
1893 @need 800
1894 In GNU Emacs version 20 and before, your error message will say:
1896 @example
1897 Symbol's value as variable is void:@: +
1898 @end example
1900 @noindent
1901 The meaning is the same as in GNU Emacs 21.
1903 @node Arguments, set & setq, Variables, List Processing
1904 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1905 @section Arguments
1906 @cindex Arguments
1907 @cindex Passing information to functions
1909 To see how information is passed to functions, let's look again at
1910 our old standby, the addition of two plus two.  In Lisp, this is written
1911 as follows:
1913 @smallexample
1914 (+ 2 2)
1915 @end smallexample
1917 If you evaluate this expression, the number 4 will appear in your echo
1918 area.  What the Lisp interpreter does is add the numbers that follow
1919 the @code{+}.
1921 @cindex @samp{argument} defined
1922 The numbers added by @code{+} are called the @dfn{arguments} of the
1923 function @code{+}.  These numbers are the information that is given to
1924 or @dfn{passed} to the function.
1926 The word `argument' comes from the way it is used in mathematics and
1927 does not refer to a disputation between two people; instead it refers to
1928 the information presented to the function, in this case, to the
1929 @code{+}.  In Lisp, the arguments to a function are the atoms or lists
1930 that follow the function.  The values returned by the evaluation of
1931 these atoms or lists are passed to the function.  Different functions
1932 require different numbers of arguments; some functions require none at
1933 all.@footnote{It is curious to track the path by which the word `argument'
1934 came to have two different meanings, one in mathematics and the other in
1935 everyday English.  According to the @cite{Oxford English Dictionary},
1936 the word derives from the Latin for @samp{to make clear, prove}; thus it
1937 came to mean, by one thread of derivation, `the evidence offered as
1938 proof', which is to say, `the information offered', which led to its
1939 meaning in Lisp.  But in the other thread of derivation, it came to mean
1940 `to assert in a manner against which others may make counter
1941 assertions', which led to the meaning of the word as a disputation.
1942 (Note here that the English word has two different definitions attached
1943 to it at the same time.  By contrast, in Emacs Lisp, a symbol cannot
1944 have two different function definitions at the same time.)}
1946 @menu
1947 * Data types::                  Types of data passed to a function.
1948 * Args as Variable or List::    An argument can be the value
1949                                   of a variable or list.
1950 * Variable Number of Arguments::  Some functions may take a
1951                                   variable number of arguments.
1952 * Wrong Type of Argument::      Passing an argument of the wrong type
1953                                   to a function.
1954 * message::                     A useful function for sending messages.
1955 @end menu
1957 @node Data types, Args as Variable or List, Arguments, Arguments
1958 @comment  node-name,  next,  previous,  up
1959 @subsection Arguments' Data Types
1960 @cindex Data types
1961 @cindex Types of data
1962 @cindex Arguments' data types
1964 The type of data that should be passed to a function depends on what
1965 kind of information it uses.  The arguments to a function such as
1966 @code{+} must have values that are numbers, since @code{+} adds numbers.
1967 Other functions use different kinds of data for their arguments.
1969 @need 1250
1970 @findex concat
1971 For example, the @code{concat} function links together or unites two or
1972 more strings of text to produce a string.  The arguments are strings.
1973 Concatenating the two character strings @code{abc}, @code{def} produces
1974 the single string @code{abcdef}.  This can be seen by evaluating the
1975 following:
1977 @smallexample
1978 (concat "abc" "def")
1979 @end smallexample
1981 @noindent
1982 The value produced by evaluating this expression is @code{"abcdef"}.
1984 A function such as @code{substring} uses both a string and numbers as
1985 arguments.  The function returns a part of the string, a substring of
1986 the first argument.  This function takes three arguments.  Its first
1987 argument is the string of characters, the second and third arguments are
1988 numbers that indicate the beginning and end of the substring.  The
1989 numbers are a count of the number of characters (including spaces and
1990 punctuations) from the beginning of the string.
1992 @need 800
1993 For example, if you evaluate the following:
1995 @smallexample
1996 (substring "The quick brown fox jumped." 16 19)
1997 @end smallexample
1999 @noindent
2000 you will see @code{"fox"} appear in the echo area.  The arguments are the
2001 string and the two numbers.
2003 Note that the string passed to @code{substring} is a single atom even
2004 though it is made up of several words separated by spaces.  Lisp counts
2005 everything between the two quotation marks as part of the string,
2006 including the spaces.  You can think of the @code{substring} function as
2007 a kind of `atom smasher' since it takes an otherwise indivisible atom
2008 and extracts a part.  However, @code{substring} is only able to extract
2009 a substring from an argument that is a string, not from another type of
2010 atom such as a number or symbol.
2012 @node Args as Variable or List, Variable Number of Arguments, Data types, Arguments
2013 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2014 @subsection An Argument as the Value of a Variable or List
2016 An argument can be a symbol that returns a value when it is evaluated.
2017 For example, when the symbol @code{fill-column} by itself is evaluated,
2018 it returns a number.  This number can be used in an addition.
2020 @need 1250
2021 Position the cursor after the following expression and type @kbd{C-x
2022 C-e}:
2024 @smallexample
2025 (+ 2 fill-column)
2026 @end smallexample
2028 @noindent
2029 The value will be a number two more than what you get by evaluating
2030 @code{fill-column} alone.  For me, this is 74, because the value of
2031 @code{fill-column} is 72.
2033 As we have just seen, an argument can be a symbol that returns a value
2034 when evaluated.  In addition, an argument can be a list that returns a
2035 value when it is evaluated.  For example, in the following expression,
2036 the arguments to the function @code{concat} are the strings
2037 @w{@code{"The "}} and @w{@code{" red foxes."}} and the list
2038 @code{(number-to-string (+ 2 fill-column))}.
2040 @c For Emacs 21, need number-to-string
2041 @smallexample
2042 (concat "The " (number-to-string (+ 2 fill-column)) " red foxes.")
2043 @end smallexample
2045 @noindent
2046 If you evaluate this expression---and if, as with my Emacs,
2047 @code{fill-column} evaluates to 72---@code{"The 74 red foxes."} will
2048 appear in the echo area.  (Note that you must put spaces after the
2049 word @samp{The} and before the word @samp{red} so they will appear in
2050 the final string.  The function @code{number-to-string} converts the
2051 integer that the addition function returns to a string.
2052 @code{number-to-string} is also known as @code{int-to-string}.)
2054 @node Variable Number of Arguments, Wrong Type of Argument, Args as Variable or List, Arguments
2055 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2056 @subsection Variable Number of Arguments
2057 @cindex Variable number of arguments
2058 @cindex Arguments, variable number of
2060 Some functions, such as @code{concat}, @code{+} or @code{*}, take any
2061 number of arguments.  (The @code{*} is the symbol for multiplication.)
2062 This can be seen by evaluating each of the following expressions in
2063 the usual way.  What you will see in the echo area is printed in this
2064 text after @samp{@result{}}, which you may read as `evaluates to'.
2066 @need 1250
2067 In the first set, the functions have no arguments:
2069 @smallexample
2070 @group
2071 (+)       @result{} 0
2073 (*)       @result{} 1
2074 @end group
2075 @end smallexample
2077 @need 1250
2078 In this set, the functions have one argument each:
2080 @smallexample
2081 @group
2082 (+ 3)     @result{} 3
2084 (* 3)     @result{} 3
2085 @end group
2086 @end smallexample
2088 @need 1250
2089 In this set, the functions have three arguments each:
2091 @smallexample
2092 @group
2093 (+ 3 4 5) @result{} 12
2095 (* 3 4 5) @result{} 60
2096 @end group
2097 @end smallexample
2099 @node Wrong Type of Argument, message, Variable Number of Arguments, Arguments
2100 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2101 @subsection Using the Wrong Type Object as an Argument
2102 @cindex Wrong type of argument
2103 @cindex Argument, wrong type of
2105 When a function is passed an argument of the wrong type, the Lisp
2106 interpreter produces an error message.  For example, the @code{+}
2107 function expects the values of its arguments to be numbers.  As an
2108 experiment we can pass it the quoted symbol @code{hello} instead of a
2109 number.  Position the cursor after the following expression and type
2110 @kbd{C-x C-e}:
2112 @smallexample
2113 (+ 2 'hello)
2114 @end smallexample
2116 @noindent
2117 When you do this you will generate an error message.  What has happened
2118 is that @code{+} has tried to add the 2 to the value returned by
2119 @code{'hello}, but the value returned by @code{'hello} is the symbol
2120 @code{hello}, not a number.  Only numbers can be added.  So @code{+}
2121 could not carry out its addition.
2123 @need 1250
2124 In GNU Emacs version 21, you will create and enter a
2125 @file{*Backtrace*} buffer that says:
2127 @noindent
2128 @smallexample
2129 @group
2130 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
2131 Debugger entered--Lisp error:
2132          (wrong-type-argument number-or-marker-p hello)
2133   +(2 hello)
2134   eval((+ 2 (quote hello)))
2135   eval-last-sexp-1(nil)
2136   eval-last-sexp(nil)
2137   call-interactively(eval-last-sexp)
2138 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
2139 @end group
2140 @end smallexample
2142 @need 1250
2143 As usual, the error message tries to be helpful and makes sense after you
2144 learn how to read it.@footnote{@code{(quote hello)} is an expansion of
2145 the abbreviation @code{'hello}.}
2147 The first part of the error message is straightforward; it says
2148 @samp{wrong type argument}.  Next comes the mysterious jargon word
2149 @w{@samp{number-or-marker-p}}.  This word is trying to tell you what
2150 kind of argument the @code{+} expected.
2152 The symbol @code{number-or-marker-p} says that the Lisp interpreter is
2153 trying to determine whether the information presented it (the value of
2154 the argument) is a number or a marker (a special object representing a
2155 buffer position).  What it does is test to see whether the @code{+} is
2156 being given numbers to add.  It also tests to see whether the
2157 argument is something called a marker, which is a specific feature of
2158 Emacs Lisp.  (In Emacs, locations in a buffer are recorded as markers.
2159 When the mark is set with the @kbd{C-@@} or @kbd{C-@key{SPC}} command,
2160 its position is kept as a marker.  The mark can be considered a
2161 number---the number of characters the location is from the beginning
2162 of the buffer.)  In Emacs Lisp, @code{+} can be used to add the
2163 numeric value of marker positions as numbers.
2165 The @samp{p} of @code{number-or-marker-p} is the embodiment of a
2166 practice started in the early days of Lisp programming.  The @samp{p}
2167 stands for `predicate'.  In the jargon used by the early Lisp
2168 researchers, a predicate refers to a function to determine whether some
2169 property is true or false.  So the @samp{p} tells us that
2170 @code{number-or-marker-p} is the name of a function that determines
2171 whether it is true or false that the argument supplied is a number or
2172 a marker.  Other Lisp symbols that end in @samp{p} include @code{zerop},
2173 a function that tests whether its argument has the value of zero, and
2174 @code{listp}, a function that tests whether its argument is a list.
2176 Finally, the last part of the error message is the symbol @code{hello}.
2177 This is the value of the argument that was passed to @code{+}.  If the
2178 addition had been passed the correct type of object, the value passed
2179 would have been a number, such as 37, rather than a symbol like
2180 @code{hello}.  But then you would not have got the error message.
2182 @need 1250
2183 In GNU Emacs version 20 and before, the echo area displays an error
2184 message that says:
2186 @smallexample
2187 Wrong type argument:@: number-or-marker-p, hello
2188 @end smallexample
2190 This says, in different words, the same as the top line of the
2191 @file{*Backtrace*} buffer.
2193 @node message,  , Wrong Type of Argument, Arguments
2194 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2195 @subsection The @code{message} Function
2196 @findex message
2198 Like @code{+}, the @code{message} function takes a variable number of
2199 arguments.  It is used to send messages to the user and is so useful
2200 that we will describe it here.
2202 @need 1250
2203 A message is printed in the echo area.  For example, you can print a
2204 message in your echo area by evaluating the following list:
2206 @smallexample
2207 (message "This message appears in the echo area!")
2208 @end smallexample
2210 The whole string between double quotation marks is a single argument
2211 and is printed @i{in toto}.  (Note that in this example, the message
2212 itself will appear in the echo area within double quotes; that is
2213 because you see the value returned by the @code{message} function.  In
2214 most uses of @code{message} in programs that you write, the text will
2215 be printed in the echo area as a side-effect, without the quotes.
2216 @xref{multiply-by-seven in detail, , @code{multiply-by-seven} in
2217 detail}, for an example of this.)
2219 However, if there is a @samp{%s} in the quoted string of characters, the
2220 @code{message} function does not print the @samp{%s} as such, but looks
2221 to the argument that follows the string.  It evaluates the second
2222 argument and prints the value at the location in the string where the
2223 @samp{%s} is.
2225 @need 1250
2226 You can see this by positioning the cursor after the following
2227 expression and typing @kbd{C-x C-e}:
2229 @smallexample
2230 (message "The name of this buffer is: %s." (buffer-name))
2231 @end smallexample
2233 @noindent
2234 In Info, @code{"The name of this buffer is: *info*."} will appear in the
2235 echo area.  The function @code{buffer-name} returns the name of the
2236 buffer as a string, which the @code{message} function inserts in place
2237 of @code{%s}.
2239 To print a value as an integer, use @samp{%d} in the same way as
2240 @samp{%s}.  For example, to print a message in the echo area that
2241 states the value of the @code{fill-column}, evaluate the following:
2243 @smallexample
2244 (message "The value of fill-column is %d." fill-column)
2245 @end smallexample
2247 @noindent
2248 On my system, when I evaluate this list, @code{"The value of
2249 fill-column is 72."} appears in my echo area@footnote{Actually, you
2250 can use @code{%s} to print a number.  It is non-specific.  @code{%d}
2251 prints only the part of a number left of a decimal point, and not
2252 anything that is not a number.}.
2254 If there is more than one @samp{%s} in the quoted string, the value of
2255 the first argument following the quoted string is printed at the
2256 location of the first @samp{%s} and the value of the second argument is
2257 printed at the location of the second @samp{%s}, and so on.
2259 @need 1250
2260 For example, if you evaluate the following,
2262 @smallexample
2263 @group
2264 (message "There are %d %s in the office!"
2265          (- fill-column 14) "pink elephants")
2266 @end group
2267 @end smallexample
2269 @noindent
2270 a rather whimsical message will appear in your echo area.  On my system
2271 it says, @code{"There are 58 pink elephants in the office!"}.
2273 The expression @code{(- fill-column 14)} is evaluated and the resulting
2274 number is inserted in place of the @samp{%d}; and the string in double
2275 quotes, @code{"pink elephants"}, is treated as a single argument and
2276 inserted in place of the @samp{%s}.  (That is to say, a string between
2277 double quotes evaluates to itself, like a number.)
2279 Finally, here is a somewhat complex example that not only illustrates
2280 the computation of a number, but also shows how you can use an
2281 expression within an expression to generate the text that is substituted
2282 for @samp{%s}:
2284 @smallexample
2285 @group
2286 (message "He saw %d %s"
2287          (- fill-column 32)
2288          (concat "red "
2289                  (substring
2290                   "The quick brown foxes jumped." 16 21)
2291                  " leaping."))
2292 @end group
2293 @end smallexample
2295 In this example, @code{message} has three arguments: the string,
2296 @code{"He saw %d %s"}, the expression, @code{(- fill-column 32)}, and
2297 the expression beginning with the function @code{concat}.  The value
2298 resulting from the evaluation of @code{(- fill-column 32)} is inserted
2299 in place of the @samp{%d}; and the value returned by the expression
2300 beginning with @code{concat} is inserted in place of the @samp{%s}.
2302 When I evaluate the expression, the message @code{"He saw 38 red
2303 foxes leaping."} appears in my echo area.
2305 @node set & setq, Summary, Arguments, List Processing
2306 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2307 @section Setting the Value of a Variable
2308 @cindex Variable, setting value
2309 @cindex Setting value of variable
2311 @cindex @samp{bind} defined
2312 There are several ways by which a variable can be given a value.  One of
2313 the ways is to use either the function @code{set} or the function
2314 @code{setq}.  Another way is to use @code{let} (@pxref{let}).  (The
2315 jargon for this process is to @dfn{bind} a variable to a value.)
2317 The following sections not only describe how @code{set} and @code{setq}
2318 work but also illustrate how arguments are passed.
2320 @menu
2321 * Using set::                   Setting values.
2322 * Using setq::                  Setting a quoted value.
2323 * Counting::                    Using @code{setq} to count.
2324 @end menu
2326 @node Using set, Using setq, set & setq, set & setq
2327 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2328 @subsection Using @code{set}
2329 @findex set
2331 To set the value of the symbol @code{flowers} to the list @code{'(rose
2332 violet daisy buttercup)}, evaluate the following expression by
2333 positioning the cursor after the expression and typing @kbd{C-x C-e}.
2335 @smallexample
2336 (set 'flowers '(rose violet daisy buttercup))
2337 @end smallexample
2339 @noindent
2340 The list @code{(rose violet daisy buttercup)} will appear in the echo
2341 area.  This is what is @emph{returned} by the @code{set} function.  As a
2342 side effect, the symbol @code{flowers} is bound to the list ; that is,
2343 the symbol @code{flowers}, which can be viewed as a variable, is given
2344 the list as its value.  (This process, by the way, illustrates how a
2345 side effect to the Lisp interpreter, setting the value, can be the
2346 primary effect that we humans are interested in.  This is because every
2347 Lisp function must return a value if it does not get an error, but it
2348 will only have a side effect if it is designed to have one.)
2350 After evaluating the @code{set} expression, you can evaluate the symbol
2351 @code{flowers} and it will return the value you just set.  Here is the
2352 symbol.  Place your cursor after it and type @kbd{C-x C-e}.
2354 @smallexample
2355 flowers
2356 @end smallexample
2358 @noindent
2359 When you evaluate @code{flowers}, the list
2360 @code{(rose violet daisy buttercup)} appears in the echo area.
2362 Incidentally, if you evaluate @code{'flowers}, the variable with a quote
2363 in front of it, what you will see in the echo area is the symbol itself,
2364 @code{flowers}.  Here is the quoted symbol, so you can try this:
2366 @smallexample
2367 'flowers
2368 @end smallexample
2370 Note also, that when you use @code{set}, you need to quote both
2371 arguments to @code{set}, unless you want them evaluated.  Since we do
2372 not want either argument evaluated, neither the variable
2373 @code{flowers} nor the list @code{(rose violet daisy buttercup)}, both
2374 are quoted.  (When you use @code{set} without quoting its first
2375 argument, the first argument is evaluated before anything else is
2376 done.  If you did this and @code{flowers} did not have a value
2377 already, you would get an error message that the @samp{Symbol's value
2378 as variable is void}; on the other hand, if @code{flowers} did return
2379 a value after it was evaluated, the @code{set} would attempt to set
2380 the value that was returned.  There are situations where this is the
2381 right thing for the function to do; but such situations are rare.)
2383 @node Using setq, Counting, Using set, set & setq
2384 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2385 @subsection Using @code{setq}
2386 @findex setq
2388 As a practical matter, you almost always quote the first argument to
2389 @code{set}.  The combination of @code{set} and a quoted first argument
2390 is so common that it has its own name: the special form @code{setq}.
2391 This special form is just like @code{set} except that the first argument
2392 is quoted automatically, so you don't need to type the quote mark
2393 yourself.  Also, as an added convenience, @code{setq} permits you to set
2394 several different variables to different values, all in one expression.
2396 To set the value of the variable @code{carnivores} to the list
2397 @code{'(lion tiger leopard)} using @code{setq}, the following expression
2398 is used:
2400 @smallexample
2401 (setq carnivores '(lion tiger leopard))
2402 @end smallexample
2404 @noindent
2405 This is exactly the same as using @code{set} except the first argument
2406 is automatically quoted by @code{setq}.  (The @samp{q} in @code{setq}
2407 means @code{quote}.)
2409 @need 1250
2410 With @code{set}, the expression would look like this:
2412 @smallexample
2413 (set 'carnivores '(lion tiger leopard))
2414 @end smallexample
2416 Also, @code{setq} can be used to assign different values to
2417 different variables.  The first argument is bound to the value
2418 of the second argument, the third argument is bound to the value of the
2419 fourth argument, and so on.  For example, you could use the following to
2420 assign a list of trees to the symbol @code{trees} and a list of herbivores
2421 to the symbol @code{herbivores}:
2423 @smallexample
2424 @group
2425 (setq trees '(pine fir oak maple)
2426       herbivores '(gazelle antelope zebra))
2427 @end group
2428 @end smallexample
2430 @noindent
2431 (The expression could just as well have been on one line, but it might
2432 not have fit on a page; and humans find it easier to read nicely
2433 formatted lists.)
2435 Although I have been using the term `assign', there is another way of
2436 thinking about the workings of @code{set} and @code{setq}; and that is to
2437 say that @code{set} and @code{setq} make the symbol @emph{point} to the
2438 list.  This latter way of thinking is very common and in forthcoming
2439 chapters we shall come upon at least one symbol that has `pointer' as
2440 part of its name.  The name is chosen because the symbol has a value,
2441 specifically a list, attached to it; or, expressed another way,
2442 the symbol is set to ``point'' to the list.
2444 @node Counting,  , Using setq, set & setq
2445 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2446 @subsection Counting
2447 @cindex Counting
2449 Here is an example that shows how to use @code{setq} in a counter.  You
2450 might use this to count how many times a part of your program repeats
2451 itself.  First set a variable to zero; then add one to the number each
2452 time the program repeats itself.  To do this, you need a variable that
2453 serves as a counter, and two expressions: an initial @code{setq}
2454 expression that sets the counter variable to zero; and a second
2455 @code{setq} expression that increments the counter each time it is
2456 evaluated.
2458 @smallexample
2459 @group
2460 (setq counter 0)                ; @r{Let's call this the initializer.}
2462 (setq counter (+ counter 1))    ; @r{This is the incrementer.}
2464 counter                         ; @r{This is the counter.}
2465 @end group
2466 @end smallexample
2468 @noindent
2469 (The text following the @samp{;} are comments.  @xref{Change a
2470 defun, , Change a Function Definition}.)
2472 If you evaluate the first of these expressions, the initializer,
2473 @code{(setq counter 0)}, and then evaluate the third expression,
2474 @code{counter}, the number @code{0} will appear in the echo area.  If
2475 you then evaluate the second expression, the incrementer, @code{(setq
2476 counter (+ counter 1))}, the counter will get the value 1.  So if you
2477 again evaluate @code{counter}, the number @code{1} will appear in the
2478 echo area.  Each time you evaluate the second expression, the value of
2479 the counter will be incremented.
2481 When you evaluate the incrementer, @code{(setq counter (+ counter 1))},
2482 the Lisp interpreter first evaluates the innermost list; this is the
2483 addition.  In order to evaluate this list, it must evaluate the variable
2484 @code{counter} and the number @code{1}.  When it evaluates the variable
2485 @code{counter}, it receives its current value.  It passes this value and
2486 the number @code{1} to the @code{+} which adds them together.  The sum
2487 is then returned as the value of the inner list and passed to the
2488 @code{setq} which sets the variable @code{counter} to this new value.
2489 Thus, the value of the variable, @code{counter}, is changed.
2491 @node Summary, Error Message Exercises, set & setq, List Processing
2492 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2493 @section Summary
2495 Learning Lisp is like climbing a hill in which the first part is the
2496 steepest.  You have now climbed the most difficult part; what remains
2497 becomes easier as you progress onwards.
2499 @need 1000
2500 In summary,
2502 @itemize @bullet
2504 @item
2505 Lisp programs are made up of expressions, which are lists or single atoms.
2507 @item
2508 Lists are made up of zero or more atoms or inner lists, separated by whitespace and
2509 surrounded by parentheses.  A list can be empty.
2511 @item
2512 Atoms are multi-character symbols, like @code{forward-paragraph}, single
2513 character symbols like @code{+}, strings of characters between double
2514 quotation marks, or numbers.
2516 @item
2517 A number evaluates to itself.
2519 @item
2520 A string between double quotes also evaluates to itself.
2522 @item
2523 When you evaluate a symbol by itself, its value is returned.
2525 @item
2526 When you evaluate a list, the Lisp interpreter looks at the first symbol
2527 in the list and then at the function definition bound to that symbol.
2528 Then the instructions in the function definition are carried out.
2530 @item
2531 A single-quote, @code{'}, tells the Lisp interpreter that it should
2532 return the following expression as written, and not evaluate it as it
2533 would if the quote were not there.
2535 @item
2536 Arguments are the information passed to a function.  The arguments to a
2537 function are computed by evaluating the rest of the elements of the list
2538 of which the function is the first element.
2540 @item
2541 A function always returns a value when it is evaluated (unless it gets
2542 an error); in addition, it may also carry out some action called a
2543 ``side effect''.  In many cases, a function's primary purpose is to
2544 create a side effect.
2545 @end itemize
2547 @node Error Message Exercises,  , Summary, List Processing
2548 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2549 @section Exercises
2551 A few simple exercises:
2553 @itemize @bullet
2554 @item
2555 Generate an error message by evaluating an appropriate symbol that is
2556 not within parentheses.
2558 @item
2559 Generate an error message by evaluating an appropriate symbol that is
2560 between parentheses.
2562 @item
2563 Create a counter that increments by two rather than one.
2565 @item
2566 Write an expression that prints a message in the echo area when
2567 evaluated.
2568 @end itemize
2570 @node Practicing Evaluation, Writing Defuns, List Processing, Top
2571 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2572 @chapter Practicing Evaluation
2573 @cindex Practicing evaluation
2574 @cindex Evaluation practice
2576 Before learning how to write a function definition in Emacs Lisp, it is
2577 useful to spend a little time evaluating various expressions that have
2578 already been written.  These expressions will be lists with the
2579 functions as their first (and often only) element.  Since some of the
2580 functions associated with buffers are both simple and interesting, we
2581 will start with those.  In this section, we will evaluate a few of
2582 these.  In another section, we will study the code of several other
2583 buffer-related functions, to see how they were written.
2585 @menu
2586 * How to Evaluate::             Typing editing commands or @kbd{C-x C-e}
2587                                   causes evaluation.
2588 * Buffer Names::                Buffers and files are different.
2589 * Getting Buffers::             Getting a buffer itself, not merely its name.
2590 * Switching Buffers::           How to change to another buffer.
2591 * Buffer Size & Locations::     Where point is located and the size of
2592                                 the buffer.
2593 * Evaluation Exercise::
2594 @end menu
2596 @node How to Evaluate, Buffer Names, Practicing Evaluation, Practicing Evaluation
2597 @ifnottex
2598 @unnumberedsec How to Evaluate
2599 @end ifnottex
2601 @i{Whenever you give an editing command} to Emacs Lisp, such as the
2602 command to move the cursor or to scroll the screen, @i{you are evaluating
2603 an expression,} the first element of which is a function.  @i{This is
2604 how Emacs works.}
2606 @cindex @samp{interactive function} defined
2607 @cindex @samp{command} defined
2608 When you type keys, you cause the Lisp interpreter to evaluate an
2609 expression and that is how you get your results.  Even typing plain text
2610 involves evaluating an Emacs Lisp function, in this case, one that uses
2611 @code{self-insert-command}, which simply inserts the character you
2612 typed.  The functions you evaluate by typing keystrokes are called
2613 @dfn{interactive} functions, or @dfn{commands}; how you make a function
2614 interactive will be illustrated in the chapter on how to write function
2615 definitions.  @xref{Interactive, , Making a Function Interactive}.
2617 In addition to typing keyboard commands, we have seen a second way to
2618 evaluate an expression: by positioning the cursor after a list and
2619 typing @kbd{C-x C-e}.  This is what we will do in the rest of this
2620 section.  There are other ways to evaluate an expression as well; these
2621 will be described as we come to them.
2623 Besides being used for practicing evaluation, the functions shown in the
2624 next few sections are important in their own right.  A study of these
2625 functions makes clear the distinction between buffers and files, how to
2626 switch to a buffer, and how to determine a location within it.
2628 @node Buffer Names, Getting Buffers, How to Evaluate, Practicing Evaluation
2629 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2630 @section Buffer Names
2631 @findex buffer-name
2632 @findex buffer-file-name
2634 The two functions, @code{buffer-name} and @code{buffer-file-name}, show
2635 the difference between a file and a buffer.  When you evaluate the
2636 following expression, @code{(buffer-name)}, the name of the buffer
2637 appears in the echo area.  When you evaluate @code{(buffer-file-name)},
2638 the name of the file to which the buffer refers appears in the echo
2639 area.  Usually, the name returned by @code{(buffer-name)} is the same as
2640 the name of the file to which it refers, and the name returned by
2641 @code{(buffer-file-name)} is the full path-name of the file.
2643 A file and a buffer are two different entities.  A file is information
2644 recorded permanently in the computer (unless you delete it).  A buffer,
2645 on the other hand, is information inside of Emacs that will vanish at
2646 the end of the editing session (or when you kill the buffer).  Usually,
2647 a buffer contains information that you have copied from a file; we say
2648 the buffer is @dfn{visiting} that file.  This copy is what you work on
2649 and modify.  Changes to the buffer do not change the file, until you
2650 save the buffer.  When you save the buffer, the buffer is copied to the file
2651 and is thus saved permanently.
2653 @need 1250
2654 If you are reading this in Info inside of GNU Emacs, you can evaluate
2655 each of the following expressions by positioning the cursor after it and
2656 typing @kbd{C-x C-e}.
2658 @smallexample
2659 @group
2660 (buffer-name)
2662 (buffer-file-name)
2663 @end group
2664 @end smallexample
2666 @noindent
2667 When I do this, @file{"introduction.texinfo"} is the value returned by
2668 evaluating @code{(buffer-name)}, and
2669 @file{"/gnu/work/intro/introduction.texinfo"} is the value returned by
2670 evaluating @code{(buffer-file-name)}.  The former is the name of the
2671 buffer and the latter is the name of the file.  (In the expressions, the
2672 parentheses tell the Lisp interpreter to treat @code{buffer-name} and
2673 @code{buffer-file-name} as functions; without the parentheses, the
2674 interpreter would attempt to evaluate the symbols as variables.
2675 @xref{Variables}.)
2677 In spite of the distinction between files and buffers, you will often
2678 find that people refer to a file when they mean a buffer and vice-versa.
2679 Indeed, most people say, ``I am editing a file,'' rather than saying,
2680 ``I am editing a buffer which I will soon save to a file.''  It is
2681 almost always clear from context what people mean.  When dealing with
2682 computer programs, however, it is important to keep the distinction in mind,
2683 since the computer is not as smart as a person.
2685 @cindex Buffer, history of word
2686 The word `buffer', by the way, comes from the meaning of the word as a
2687 cushion that deadens the force of a collision.  In early computers, a
2688 buffer cushioned the interaction between files and the computer's
2689 central processing unit.  The drums or tapes that held a file and the
2690 central processing unit were pieces of equipment that were very
2691 different from each other, working at their own speeds, in spurts.  The
2692 buffer made it possible for them to work together effectively.
2693 Eventually, the buffer grew from being an intermediary, a temporary
2694 holding place, to being the place where work is done.  This
2695 transformation is rather like that of a small seaport that grew into a
2696 great city: once it was merely the place where cargo was warehoused
2697 temporarily before being loaded onto ships; then it became a business
2698 and cultural center in its own right.
2700 Not all buffers are associated with files.  For example, when you start
2701 an Emacs session by typing the command @code{emacs} alone, without
2702 naming any files, Emacs will start with the @file{*scratch*} buffer on
2703 the screen.  This buffer is not visiting any file.  Similarly, a
2704 @file{*Help*} buffer is not associated with any file.
2706 @cindex @code{nil}, history of word
2707 If you switch to the @file{*scratch*} buffer, type @code{(buffer-name)},
2708 position the cursor after it, and type @kbd{C-x C-e} to evaluate the
2709 expression, the name @code{"*scratch*"} is returned and will appear in
2710 the echo area.  @code{"*scratch*"} is the name of the buffer.  However,
2711 if you type @code{(buffer-file-name)} in the @file{*scratch*} buffer and
2712 evaluate that, @code{nil} will appear in the echo area.  @code{nil} is
2713 from the Latin word for `nothing'; in this case, it means that the
2714 @file{*scratch*} buffer is not associated with any file.  (In Lisp,
2715 @code{nil} is also used to mean `false' and is a synonym for the empty
2716 list, @code{()}.)
2718 Incidentally, if you are in the @file{*scratch*} buffer and want the
2719 value returned by an expression to appear in the @file{*scratch*}
2720 buffer itself rather than in the echo area, type @kbd{C-u C-x C-e}
2721 instead of @kbd{C-x C-e}.  This causes the value returned to appear
2722 after the expression.  The buffer will look like this:
2724 @smallexample
2725 (buffer-name)"*scratch*"
2726 @end smallexample
2728 @noindent
2729 You cannot do this in Info since Info is read-only and it will not allow
2730 you to change the contents of the buffer.  But you can do this in any
2731 buffer you can edit; and when you write code or documentation (such as
2732 this book), this feature is very useful.
2734 @node Getting Buffers, Switching Buffers, Buffer Names, Practicing Evaluation
2735 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2736 @section Getting Buffers
2737 @findex current-buffer
2738 @findex other-buffer
2739 @cindex Getting a buffer
2741 The @code{buffer-name} function returns the @emph{name} of the buffer;
2742 to get the buffer @emph{itself}, a different function is needed: the
2743 @code{current-buffer} function.  If you use this function in code, what
2744 you get is the buffer itself.
2746 A name and the object or entity to which the name refers are different
2747 from each other.  You are not your name.  You are a person to whom
2748 others refer by name.  If you ask to speak to George and someone hands you
2749 a card with the letters @samp{G}, @samp{e}, @samp{o}, @samp{r},
2750 @samp{g}, and @samp{e} written on it, you might be amused, but you would
2751 not be satisfied.  You do not want to speak to the name, but to the
2752 person to whom the name refers.  A buffer is similar: the name of the
2753 scratch buffer is @file{*scratch*}, but the name is not the buffer.  To
2754 get a buffer itself, you need to use a function such as
2755 @code{current-buffer}.
2757 However, there is a slight complication: if you evaluate
2758 @code{current-buffer} in an expression on its own, as we will do here,
2759 what you see is a printed representation of the name of the buffer
2760 without the contents of the buffer.  Emacs works this way for two
2761 reasons: the buffer may be thousands of lines long---too long to be
2762 conveniently displayed; and, another buffer may have the same contents
2763 but a different name, and it is important to distinguish between them.
2765 @need 800
2766 Here is an expression containing the function:
2768 @smallexample
2769 (current-buffer)
2770 @end smallexample
2772 @noindent
2773 If you evaluate the expression in the usual way, @file{#<buffer *info*>}
2774 appears in the echo area.  The special format indicates that the
2775 buffer itself is being returned, rather than just its name.
2777 Incidentally, while you can type a number or symbol into a program, you
2778 cannot do that with the printed representation of a buffer: the only way
2779 to get a buffer itself is with a function such as @code{current-buffer}.
2781 A related function is @code{other-buffer}.  This returns the most
2782 recently selected buffer other than the one you are in currently.  If
2783 you have recently switched back and forth from the @file{*scratch*}
2784 buffer, @code{other-buffer} will return that buffer.
2786 @need 800
2787 You can see this by evaluating the expression:
2789 @smallexample
2790 (other-buffer)
2791 @end smallexample
2793 @noindent
2794 You should see @file{#<buffer *scratch*>} appear in the echo area, or
2795 the name of whatever other buffer you switched back from most
2796 recently@footnote{Actually, by default, if the buffer from which you
2797 just switched is visible to you in another window, @code{other-buffer}
2798 will choose the most recent buffer that you cannot see; this is a
2799 subtlety that I often forget.}.
2801 @node Switching Buffers, Buffer Size & Locations, Getting Buffers, Practicing Evaluation
2802 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2803 @section Switching Buffers
2804 @findex switch-to-buffer
2805 @findex set-buffer
2806 @cindex Switching to a buffer
2808 The @code{other-buffer} function actually provides a buffer when it is
2809 used as an argument to a function that requires one.  We can see this
2810 by using @code{other-buffer} and @code{switch-to-buffer} to switch to a
2811 different buffer.
2813 But first, a brief introduction to the @code{switch-to-buffer}
2814 function.  When you switched back and forth from Info to the
2815 @file{*scratch*} buffer to evaluate @code{(buffer-name)}, you most
2816 likely typed @kbd{C-x b} and then typed @file{*scratch*}@footnote{Or
2817 rather, to save typing, you probably typed just part of the name, such
2818 as @code{*sc}, and then pressed your @kbd{TAB} key to cause it to
2819 expand to the full name; and then typed your @kbd{RET} key.} when
2820 prompted in the minibuffer for the name of the buffer to which you
2821 wanted to switch.  The keystrokes, @kbd{C-x b}, cause the Lisp
2822 interpreter to evaluate the interactive function
2823 @code{switch-to-buffer}.  As we said before, this is how Emacs works:
2824 different keystrokes call or run different functions.  For example,
2825 @kbd{C-f} calls @code{forward-char}, @kbd{M-e} calls
2826 @code{forward-sentence}, and so on.
2828 By writing @code{switch-to-buffer} in an expression, and giving it a
2829 buffer to switch to, we can switch buffers just the way @kbd{C-x b}
2830 does.
2832 @need 1000
2833 Here is the Lisp expression:
2835 @smallexample
2836 (switch-to-buffer (other-buffer))
2837 @end smallexample
2839 @noindent
2840 The symbol @code{switch-to-buffer} is the first element of the list,
2841 so the Lisp interpreter will treat it as a function and carry out the
2842 instructions that are attached to it.  But before doing that, the
2843 interpreter will note that @code{other-buffer} is inside parentheses
2844 and work on that symbol first.  @code{other-buffer} is the first (and
2845 in this case, the only) element of this list, so the Lisp interpreter
2846 calls or runs the function.  It returns another buffer.  Next, the
2847 interpreter runs @code{switch-to-buffer}, passing to it, as an
2848 argument, the other buffer, which is what Emacs will switch to.  If
2849 you are reading this in Info, try this now.  Evaluate the expression.
2850 (To get back, type @kbd{C-x b @key{RET}}.)@footnote{Remember, this
2851 expression will move you to your most recent other buffer that you
2852 cannot see.  If you really want to go to your most recently selected
2853 buffer, even if you can still see it, you need to evaluate the
2854 following more complex expression:
2856 @smallexample
2857 (switch-to-buffer (other-buffer (current-buffer) t))
2858 @end smallexample
2860 @c noindent
2861 In this case, the first argument to @code{other-buffer} tells it which
2862 buffer to skip---the current one---and the second argument tells
2863 @code{other-buffer} it is OK to switch to a visible buffer.
2864 In regular use, @code{switch-to-buffer} takes you to an invisible
2865 window since you would most likely use @kbd{C-x o} (@code{other-window})
2866 to go to another visible buffer.}
2868 In the programming examples in later sections of this document, you will
2869 see the function @code{set-buffer} more often than
2870 @code{switch-to-buffer}.  This is because of a difference between
2871 computer programs and humans: humans have eyes and expect to see the
2872 buffer on which they are working on their computer terminals.  This is
2873 so obvious, it almost goes without saying.  However, programs do not
2874 have eyes.  When a computer program works on a buffer, that buffer does
2875 not need to be visible on the screen.
2877 @code{switch-to-buffer} is designed for humans and does two different
2878 things: it switches the buffer to which Emacs' attention is directed; and
2879 it switches the buffer displayed in the window to the new buffer.
2880 @code{set-buffer}, on the other hand, does only one thing: it switches
2881 the attention of the computer program to a different buffer.  The buffer
2882 on the screen remains unchanged (of course, normally nothing happens
2883 there until the command finishes running).
2885 @cindex @samp{call} defined
2886 Also, we have just introduced another jargon term, the word @dfn{call}.
2887 When you evaluate a list in which the first symbol is a function, you
2888 are calling that function.  The use of the term comes from the notion of
2889 the function as an entity that can do something for you if you `call'
2890 it---just as a plumber is an entity who can fix a leak if you call him
2891 or her.
2893 @node Buffer Size & Locations, Evaluation Exercise, Switching Buffers, Practicing Evaluation
2894 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2895 @section Buffer Size and the Location of Point
2896 @cindex Size of buffer
2897 @cindex Buffer size
2898 @cindex Point location
2899 @cindex Location of point
2901 Finally, let's look at several rather simple functions,
2902 @code{buffer-size}, @code{point}, @code{point-min}, and
2903 @code{point-max}.  These give information about the size of a buffer and
2904 the location of point within it.
2906 The function @code{buffer-size} tells you the size of the current
2907 buffer; that is, the function returns a count of the number of
2908 characters in the buffer.
2910 @smallexample
2911 (buffer-size)
2912 @end smallexample
2914 @noindent
2915 You can evaluate this in the usual way, by positioning the
2916 cursor after the expression and typing @kbd{C-x C-e}.
2918 @cindex @samp{point} defined
2919 In Emacs, the current  position of the cursor is called @dfn{point}.
2920 The expression @code{(point)} returns a number that tells you where the
2921 cursor is located as a count of the number of characters from the
2922 beginning of the buffer up to point.
2924 @need 1250
2925 You can see the character count for point in this buffer by evaluating
2926 the following expression in the usual way:
2928 @smallexample
2929 (point)
2930 @end smallexample
2932 @noindent
2933 As I write this, the value of @code{point} is 65724.  The @code{point}
2934 function is frequently used in some of the examples later in this
2935 book.
2937 @need 1250
2938 The value of point depends, of course, on its location within the
2939 buffer.  If you evaluate point in this spot, the number will be larger:
2941 @smallexample
2942 (point)
2943 @end smallexample
2945 @noindent
2946 For me, the value of point in this location is 66043, which means that
2947 there are 319 characters (including spaces) between the two expressions.
2949 @cindex @samp{narrowing} defined
2950 The function @code{point-min} is somewhat similar to @code{point}, but
2951 it returns the value of the minimum permissible value of point in the
2952 current buffer.  This is the number 1 unless @dfn{narrowing} is in
2953 effect.  (Narrowing is a mechanism whereby you can restrict yourself,
2954 or a program, to operations on just a part of a buffer.
2955 @xref{Narrowing & Widening, , Narrowing and Widening}.)  Likewise, the
2956 function @code{point-max} returns the value of the maximum permissible
2957 value of point in the current buffer.
2959 @node Evaluation Exercise,  , Buffer Size & Locations, Practicing Evaluation
2960 @section Exercise
2962 Find a file with which you are working and move towards its middle.
2963 Find its buffer name, file name, length, and your position in the file.
2965 @node Writing Defuns, Buffer Walk Through, Practicing Evaluation, Top
2966 @comment  node-name,  next,  previous,  up
2967 @chapter How To Write Function Definitions
2968 @cindex Definition writing
2969 @cindex Function definition writing
2970 @cindex Writing a function definition
2972 When the Lisp interpreter evaluates a list, it looks to see whether the
2973 first symbol on the list has a function definition attached to it; or,
2974 put another way, whether the symbol points to a function definition.  If
2975 it does, the computer carries out the instructions in the definition.  A
2976 symbol that has a function definition is called, simply, a function
2977 (although, properly speaking, the definition is the function and the
2978 symbol refers to it.)
2980 @menu
2981 * Primitive Functions::
2982 * defun::                       The @code{defun} special form.
2983 * Install::                     Install a function definition.
2984 * Interactive::                 Making a function interactive.
2985 * Interactive Options::         Different options for @code{interactive}.
2986 * Permanent Installation::      Installing code permanently.
2987 * let::                         Creating and initializing local variables.
2988 * if::                          What if?
2989 * else::                        If--then--else expressions.
2990 * Truth & Falsehood::           What Lisp considers false and true.
2991 * save-excursion::              Keeping track of point, mark, and buffer.
2992 * Review::
2993 * defun Exercises::
2994 @end menu
2996 @node Primitive Functions, defun, Writing Defuns, Writing Defuns
2997 @ifnottex
2998 @unnumberedsec An Aside about Primitive Functions
2999 @end ifnottex
3000 @cindex Primitive functions
3001 @cindex Functions, primitive
3003 @cindex C language primitives
3004 @cindex Primitives written in C
3005 All functions are defined in terms of other functions, except for a few
3006 @dfn{primitive} functions that are written in the C programming
3007 language.  When you write functions' definitions, you will write them in
3008 Emacs Lisp and use other functions as your building blocks.  Some of the
3009 functions you will use will themselves be written in Emacs Lisp (perhaps
3010 by you) and some will be primitives written in C.  The primitive
3011 functions are used exactly like those written in Emacs Lisp and behave
3012 like them.  They are written in C so we can easily run GNU Emacs on any
3013 computer that has sufficient power and can run C.
3015 Let me re-emphasize this: when you write code in Emacs Lisp, you do not
3016 distinguish between the use of functions written in C and the use of
3017 functions written in Emacs Lisp.  The difference is irrelevant.  I
3018 mention the distinction only because it is interesting to know.  Indeed,
3019 unless you investigate, you won't know whether an already-written
3020 function is written in Emacs Lisp or C.
3022 @node defun, Install, Primitive Functions, Writing Defuns
3023 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3024 @section The @code{defun} Special Form
3025 @findex defun
3026 @cindex Special form of @code{defun}
3028 @cindex @samp{function definition} defined
3029 In Lisp, a symbol such as @code{mark-whole-buffer} has code attached to
3030 it that tells the computer what to do when the function is called.
3031 This code is called the @dfn{function definition} and is created by
3032 evaluating a Lisp expression that starts with the symbol @code{defun}
3033 (which is an abbreviation for @emph{define function}).  Because
3034 @code{defun} does not evaluate its arguments in the usual way, it is
3035 called a @dfn{special form}.
3037 In subsequent sections, we will look at function definitions from the
3038 Emacs source code, such as @code{mark-whole-buffer}.  In this section,
3039 we will describe a simple function definition so you can see how it
3040 looks.  This function definition uses arithmetic because it makes for a
3041 simple example.  Some people dislike examples using arithmetic; however,
3042 if you are such a person, do not despair.  Hardly any of the code we
3043 will study in the remainder of this introduction involves arithmetic or
3044 mathematics.  The examples mostly involve text in one way or another.
3046 A function definition has up to five parts following the word
3047 @code{defun}:
3049 @enumerate
3050 @item
3051 The name of the symbol to which the function definition should be
3052 attached.
3054 @item
3055 A list of the arguments that will be passed to the function.  If no
3056 arguments will be passed to the function, this is an empty list,
3057 @code{()}.
3059 @item
3060 Documentation describing the function.  (Technically optional, but
3061 strongly recommended.)
3063 @item
3064 Optionally, an expression to make the function interactive so you can
3065 use it by typing @kbd{M-x} and then the name of the function; or by
3066 typing an appropriate key or keychord.
3068 @cindex @samp{body} defined
3069 @item
3070 The code that instructs the computer what to do: the @dfn{body} of the
3071 function definition.
3072 @end enumerate
3074 It is helpful to think of the five parts of a function definition as
3075 being organized in a template, with slots for each part:
3077 @smallexample
3078 @group
3079 (defun @var{function-name} (@var{arguments}@dots{})
3080   "@var{optional-documentation}@dots{}"
3081   (interactive @var{argument-passing-info})     ; @r{optional}
3082   @var{body}@dots{})
3083 @end group
3084 @end smallexample
3086 As an example, here is the code for a function that multiplies its
3087 argument by 7.  (This example is not interactive.  @xref{Interactive,
3088 , Making a Function Interactive}, for that information.)
3090 @smallexample
3091 @group
3092 (defun multiply-by-seven (number)
3093   "Multiply NUMBER by seven."
3094   (* 7 number))
3095 @end group
3096 @end smallexample
3098 This definition begins with a parenthesis and the symbol @code{defun},
3099 followed by the name of the function.
3101 @cindex @samp{argument list} defined
3102 The name of the function is followed by a list that contains the
3103 arguments that will be passed to the function.  This list is called
3104 the @dfn{argument list}.  In this example, the list has only one
3105 element, the symbol, @code{number}.  When the function is used, the
3106 symbol will be bound to the value that is used as the argument to the
3107 function.
3109 Instead of choosing the word @code{number} for the name of the argument,
3110 I could have picked any other name.  For example, I could have chosen
3111 the word @code{multiplicand}.  I picked the word `number' because it
3112 tells what kind of value is intended for this slot; but I could just as
3113 well have chosen the word `multiplicand' to indicate the role that the
3114 value placed in this slot will play in the workings of the function.  I
3115 could have called it @code{foogle}, but that would have been a bad
3116 choice because it would not tell humans what it means.  The choice of
3117 name is up to the programmer and should be chosen to make the meaning of
3118 the function clear.
3120 Indeed, you can choose any name you wish for a symbol in an argument
3121 list, even the name of a symbol used in some other function: the name
3122 you use in an argument list is private to that particular definition.
3123 In that definition, the name refers to a different entity than any use
3124 of the same name outside the function definition.  Suppose you have a
3125 nick-name `Shorty' in your family; when your family members refer to
3126 `Shorty', they mean you.  But outside your family, in a movie, for
3127 example, the name `Shorty' refers to someone else.  Because a name in an
3128 argument list is private to the function definition, you can change the
3129 value of such a symbol inside the body of a function without changing
3130 its value outside the function.  The effect is similar to that produced
3131 by a @code{let} expression.  (@xref{let, , @code{let}}.)
3133 @ignore
3134 Note also that we discuss the word `number' in two different ways: as a
3135 symbol that appears in the code, and as the name of something that will
3136 be replaced by a something else during the evaluation of the function.
3137 In the first case, @code{number} is a symbol, not a number; it happens
3138 that within the function, it is a variable who value is the number in
3139 question, but our primary interest in it is as a symbol.  On the other
3140 hand, when we are talking about the function, our interest is that we
3141 will substitute a number for the word @var{number}.  To keep this
3142 distinction clear, we use different typography for the two
3143 circumstances.  When we talk about this function, or about how it works,
3144 we refer to this number by writing @var{number}.  In the function
3145 itself, we refer to it by writing @code{number}.
3146 @end ignore
3148 The argument list is followed by the documentation string that
3149 describes the function.  This is what you see when you type
3150 @w{@kbd{C-h f}} and the name of a function.  Incidentally, when you
3151 write a documentation string like this, you should make the first line
3152 a complete sentence since some commands, such as @code{apropos}, print
3153 only the first line of a multi-line documentation string.  Also, you
3154 should not indent the second line of a documentation string, if you
3155 have one, because that looks odd when you use @kbd{C-h f}
3156 (@code{describe-function}).  The documentation string is optional, but
3157 it is so useful, it should be included in almost every function you
3158 write.
3160 @findex * @r{(multiplication)}
3161 The third line of the example consists of the body of the function
3162 definition.  (Most functions' definitions, of course, are longer than
3163 this.)  In this function, the body is the list, @code{(* 7 number)}, which
3164 says to multiply the value of @var{number} by 7.  (In Emacs Lisp,
3165 @code{*} is the function for multiplication, just as @code{+} is the
3166 function for addition.)
3168 When you use the @code{multiply-by-seven} function, the argument
3169 @code{number} evaluates to the actual number you want used.  Here is an
3170 example that shows how @code{multiply-by-seven} is used; but don't try
3171 to evaluate this yet!
3173 @smallexample
3174 (multiply-by-seven 3)
3175 @end smallexample
3177 @noindent
3178 The symbol @code{number}, specified in the function definition in the
3179 next section, is given or ``bound to'' the value 3 in the actual use of
3180 the function.  Note that although @code{number} was inside parentheses
3181 in the function definition, the argument passed to the
3182 @code{multiply-by-seven} function is not in parentheses.  The
3183 parentheses are written in the function definition so the computer can
3184 figure out where the argument list ends and the rest of the function
3185 definition begins.
3187 If you evaluate this example, you are likely to get an error message.
3188 (Go ahead, try it!)  This is because we have written the function
3189 definition, but not yet told the computer about the definition---we have
3190 not yet installed (or `loaded') the function definition in Emacs.
3191 Installing a function is the process that tells the Lisp interpreter the
3192 definition of the function.  Installation is described in the next
3193 section.
3195 @node Install, Interactive, defun, Writing Defuns
3196 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3197 @section Install a Function Definition
3198 @cindex Install a Function Definition
3199 @cindex Definition installation
3200 @cindex Function definition installation
3202 If you are reading this inside of Info in Emacs, you can try out the
3203 @code{multiply-by-seven} function by first evaluating the function
3204 definition and then evaluating @code{(multiply-by-seven 3)}.  A copy of
3205 the function definition follows.  Place the cursor after the last
3206 parenthesis of the function definition and type @kbd{C-x C-e}.  When you
3207 do this, @code{multiply-by-seven} will appear in the echo area.  (What
3208 this means is that when a function definition is evaluated, the value it
3209 returns is the name of the defined function.)  At the same time, this
3210 action installs the function definition.
3212 @smallexample
3213 @group
3214 (defun multiply-by-seven (number)
3215   "Multiply NUMBER by seven."
3216   (* 7 number))
3217 @end group
3218 @end smallexample
3220 @noindent
3221 By evaluating this @code{defun}, you have just installed
3222 @code{multiply-by-seven} in Emacs.  The function is now just as much a
3223 part of Emacs as @code{forward-word} or any other editing function you
3224 use.  (@code{multiply-by-seven} will stay installed until you quit
3225 Emacs.  To reload code automatically whenever you start Emacs, see
3226 @ref{Permanent Installation, , Installing Code Permanently}.)
3229 @menu
3230 * Effect of installation::
3231 * Change a defun::              How to change a function definition.
3232 @end menu
3234 @node Effect of installation, Change a defun, Install, Install
3235 @ifnottex
3236 @unnumberedsubsec The effect of installation
3237 @end ifnottex
3240 You can see the effect of installing @code{multiply-by-seven} by
3241 evaluating the following sample.  Place the cursor after the following
3242 expression and type @kbd{C-x C-e}.  The number 21 will appear in the
3243 echo area.
3245 @smallexample
3246 (multiply-by-seven 3)
3247 @end smallexample
3249 If you wish, you can read the documentation for the function by typing
3250 @kbd{C-h f} (@code{describe-function}) and then the name of the
3251 function, @code{multiply-by-seven}.  When you do this, a
3252 @file{*Help*} window will appear on your screen that says:
3254 @smallexample
3255 @group
3256 multiply-by-seven:
3257 Multiply NUMBER by seven.
3258 @end group
3259 @end smallexample
3261 @noindent
3262 (To return to a single window on your screen, type @kbd{C-x 1}.)
3264 @node Change a defun,  , Effect of installation, Install
3265 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3266 @subsection Change a Function Definition
3267 @cindex Changing a function definition
3268 @cindex Function definition, how to change
3269 @cindex Definition, how to change
3271 If you want to change the code in @code{multiply-by-seven}, just rewrite
3272 it.  To install the new version in place of the old one, evaluate the
3273 function definition again.  This is how you modify code in Emacs.  It is
3274 very simple.
3276 As an example, you can change the @code{multiply-by-seven} function to
3277 add the number to itself seven times instead of multiplying the number
3278 by seven.  It produces the same answer, but by a different path.  At
3279 the same time, we will add a comment to the code; a comment is text
3280 that the Lisp interpreter ignores, but that a human reader may find
3281 useful or enlightening.  The comment is that this is the ``second
3282 version''.
3284 @smallexample
3285 @group
3286 (defun multiply-by-seven (number)       ; @r{Second version.}
3287   "Multiply NUMBER by seven."
3288   (+ number number number number number number number))
3289 @end group
3290 @end smallexample
3292 @cindex Comments in Lisp code
3293 The comment follows a semicolon, @samp{;}.  In Lisp, everything on a
3294 line that follows a semicolon is a comment.  The end of the line is the
3295 end of the comment.  To stretch a comment over two or more lines, begin
3296 each line with a semicolon.
3298 @xref{Beginning a .emacs File, , Beginning a @file{.emacs}
3299 File}, and @ref{Comments, , Comments, elisp, The GNU Emacs Lisp
3300 Reference Manual}, for more about comments.
3302 You can install this version of the @code{multiply-by-seven} function by
3303 evaluating it in the same way you evaluated the first function: place
3304 the cursor after the last parenthesis and type @kbd{C-x C-e}.
3306 In summary, this is how you write code in Emacs Lisp: you write a
3307 function; install it; test it; and then make fixes or enhancements and
3308 install it again.
3310 @node Interactive, Interactive Options, Install, Writing Defuns
3311 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3312 @section Make a Function Interactive
3313 @cindex Interactive functions
3314 @findex interactive
3316 You make a function interactive by placing a list that begins with
3317 the special form @code{interactive} immediately after the
3318 documentation.  A user can invoke an interactive function by typing
3319 @kbd{M-x} and then the name of the function; or by typing the keys to
3320 which it is bound, for example, by typing @kbd{C-n} for
3321 @code{next-line} or @kbd{C-x h} for @code{mark-whole-buffer}.
3323 Interestingly, when you call an interactive function interactively,
3324 the value returned is not automatically displayed in the echo area.
3325 This is because you often call an interactive function for its side
3326 effects, such as moving forward by a word or line, and not for the
3327 value returned.  If the returned value were displayed in the echo area
3328 each time you typed a key, it would be very distracting.
3330 @menu
3331 * Interactive multiply-by-seven::  An overview.
3332 * multiply-by-seven in detail::  The interactive version.
3333 @end menu
3335 @node Interactive multiply-by-seven, multiply-by-seven in detail, Interactive, Interactive
3336 @ifnottex
3337 @unnumberedsubsec An Interactive @code{multiply-by-seven}, An Overview
3338 @end ifnottex
3340 Both the use of the special form @code{interactive} and one way to
3341 display a value in the echo area can be illustrated by creating an
3342 interactive version of @code{multiply-by-seven}.
3344 @need 1250
3345 Here is the code:
3347 @smallexample
3348 @group
3349 (defun multiply-by-seven (number)       ; @r{Interactive version.}
3350   "Multiply NUMBER by seven."
3351   (interactive "p")
3352   (message "The result is %d" (* 7 number)))
3353 @end group
3354 @end smallexample
3356 @noindent
3357 You can install this code by placing your cursor after it and typing
3358 @kbd{C-x C-e}.  The name of the function will appear in your echo area.
3359 Then, you can use this code by typing @kbd{C-u} and a number and then
3360 typing @kbd{M-x multiply-by-seven} and pressing @key{RET}.  The phrase
3361 @samp{The result is @dots{}} followed by the product will appear in the
3362 echo area.
3364 Speaking more generally, you invoke a function like this in either of two
3365 ways:
3367 @enumerate
3368 @item
3369 By typing a prefix argument that contains the number to be passed, and
3370 then typing @kbd{M-x} and the name of the function, as with
3371 @kbd{C-u 3 M-x forward-sentence}; or,
3373 @item
3374 By typing whatever key or keychord the function is bound to, as with
3375 @kbd{C-u 3 M-e}.
3376 @end enumerate
3378 @noindent
3379 Both the examples just mentioned work identically to move point forward
3380 three sentences.  (Since @code{multiply-by-seven} is not bound to a key,
3381 it could not be used as an example of key binding.)
3383 (@xref{Keybindings, , Some Keybindings}, to learn how to bind a command
3384 to a key.)
3386 A prefix argument is passed to an interactive function by typing the
3387 @key{META} key followed by a number, for example, @kbd{M-3 M-e}, or by
3388 typing @kbd{C-u} and then a number, for example, @kbd{C-u 3 M-e} (if you
3389 type @kbd{C-u} without a number, it defaults to 4).
3391 @node multiply-by-seven in detail,  , Interactive multiply-by-seven, Interactive
3392 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3393 @subsection An Interactive @code{multiply-by-seven}
3395 Let's look at the use of the special form @code{interactive} and then at
3396 the function @code{message} in the interactive version of
3397 @code{multiply-by-seven}.  You will recall that the function definition
3398 looks like this:
3400 @smallexample
3401 @group
3402 (defun multiply-by-seven (number)       ; @r{Interactive version.}
3403   "Multiply NUMBER by seven."
3404   (interactive "p")
3405   (message "The result is %d" (* 7 number)))
3406 @end group
3407 @end smallexample
3409 In this function, the expression, @code{(interactive "p")}, is a list of
3410 two elements.  The @code{"p"} tells Emacs to pass the prefix argument to
3411 the function and use its value for the argument of the function.
3413 @need 1000
3414 The argument will be a number.  This means that the symbol
3415 @code{number} will be bound to a number in the line:
3417 @smallexample
3418 (message "The result is %d" (* 7 number))
3419 @end smallexample
3421 @need 1250
3422 @noindent
3423 For example, if your prefix argument is 5, the Lisp interpreter will
3424 evaluate the line as if it were:
3426 @smallexample
3427 (message "The result is %d" (* 7 5))
3428 @end smallexample
3430 @noindent
3431 (If you are reading this in GNU Emacs, you can evaluate this expression
3432 yourself.)  First, the interpreter will evaluate the inner list, which
3433 is @code{(* 7 5)}.  This returns a value of 35.  Next, it
3434 will evaluate the outer list, passing the values of the second and
3435 subsequent elements of the list to the function @code{message}.
3437 As we have seen, @code{message} is an Emacs Lisp function especially
3438 designed for sending a one line message to a user.  (@xref{message, , The
3439 @code{message} function}.)
3440 In summary, the @code{message} function prints its first argument in the
3441 echo area as is, except for occurrences of @samp{%d}, @samp{%s}, or
3442 @samp{%c}.  When it sees one of these control sequences, the function
3443 looks to the second and subsequent arguments and prints the value of the
3444 argument in the location in the string where the control sequence is
3445 located.
3447 In the interactive @code{multiply-by-seven} function, the control string
3448 is @samp{%d}, which requires a number, and the value returned by
3449 evaluating @code{(* 7 5)} is the number 35.  Consequently, the number 35
3450 is printed in place of the @samp{%d} and the message is @samp{The result
3451 is 35}.
3453 (Note that when you call the function @code{multiply-by-seven}, the
3454 message is printed without quotes, but when you call @code{message}, the
3455 text is printed in double quotes.  This is because the value returned by
3456 @code{message} is what appears in the echo area when you evaluate an
3457 expression whose first element is @code{message}; but when embedded in a
3458 function, @code{message} prints the text as a side effect without
3459 quotes.)
3461 @node Interactive Options, Permanent Installation, Interactive, Writing Defuns
3462 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3463 @section Different Options for @code{interactive}
3464 @cindex Options for @code{interactive}
3465 @cindex Interactive options
3467 In the example, @code{multiply-by-seven} used @code{"p"} as the
3468 argument to @code{interactive}.  This argument told Emacs to interpret
3469 your typing either @kbd{C-u} followed by a number or @key{META}
3470 followed by a number as a command to pass that number to the function
3471 as its argument.  Emacs has more than twenty characters predefined for
3472 use with @code{interactive}.  In almost every case, one of these
3473 options will enable you to pass the right information interactively to
3474 a function.  (@xref{Interactive Codes, , Code Characters for
3475 @code{interactive}, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
3477 @need 1250
3478 For example, the character @samp{r} causes Emacs to pass the beginning
3479 and end of the region (the current values of point and mark) to the
3480 function as two separate arguments.  It is used as follows:
3482 @smallexample
3483 (interactive "r")
3484 @end smallexample
3486 On the other hand, a @samp{B} tells Emacs to ask for the name of a
3487 buffer that will be passed to the function.  When it sees a @samp{B},
3488 Emacs will ask for the name by prompting the user in the minibuffer,
3489 using a string that follows the @samp{B}, as in @code{"BAppend to
3490 buffer:@: "}.  Not only will Emacs prompt for the name, but Emacs will
3491 complete the name if you type enough of it and press @key{TAB}.
3493 A function with two or more arguments can have information passed to
3494 each argument by adding parts to the string that follows
3495 @code{interactive}.  When you do this, the information is passed to
3496 each argument in the same order it is specified in the
3497 @code{interactive} list.  In the string, each part is separated from
3498 the next part by a @samp{\n}, which is a newline.  For example, you
3499 could follow @code{"BAppend to buffer:@: "} with a @samp{\n} and an
3500 @samp{r}.  This would cause Emacs to pass the values of point and mark
3501 to the function as well as prompt you for the buffer---three arguments
3502 in all.
3504 In this case, the function definition would look like the following,
3505 where @code{buffer}, @code{start}, and @code{end} are the symbols to
3506 which @code{interactive} binds the buffer and the current values of the
3507 beginning and ending of the region:
3509 @smallexample
3510 @group
3511 (defun @var{name-of-function} (buffer start end)
3512   "@var{documentation}@dots{}"
3513   (interactive "BAppend to buffer:@: \nr")
3514   @var{body-of-function}@dots{})
3515 @end group
3516 @end smallexample
3518 @noindent
3519 (The space after the colon in the prompt makes it look better when you
3520 are prompted.  The @code{append-to-buffer} function looks exactly like
3521 this.  @xref{append-to-buffer, , The Definition of
3522 @code{append-to-buffer}}.)
3524 If a function does not have arguments, then @code{interactive} does not
3525 require any.  Such a function contains the simple expression
3526 @code{(interactive)}.  The @code{mark-whole-buffer} function is like
3527 this.
3529 Alternatively, if the special letter-codes are not right for your
3530 application, you can pass your own arguments to @code{interactive} as
3531 a list.  @xref{Using Interactive, , Using @code{Interactive}, elisp, The
3532 GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for more information about this advanced
3533 technique.
3535 @node Permanent Installation, let, Interactive Options, Writing Defuns
3536 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3537 @section Install Code Permanently
3538 @cindex Install code permanently
3539 @cindex Permanent code installation
3540 @cindex Code installation
3542 When you install a function definition by evaluating it, it will stay
3543 installed until you quit Emacs.  The next time you start a new session
3544 of Emacs, the function will not be installed unless you evaluate the
3545 function definition again.
3547 At some point, you may want to have code installed automatically
3548 whenever you start a new session of Emacs.  There are several ways of
3549 doing this:
3551 @itemize @bullet
3552 @item
3553 If you have code that is just for yourself, you can put the code for the
3554 function definition in your @file{.emacs} initialization file.  When you
3555 start Emacs, your @file{.emacs} file is automatically evaluated and all
3556 the function definitions within it are installed.
3557 @xref{Emacs Initialization, , Your @file{.emacs} File}.
3559 @item
3560 Alternatively, you can put the function definitions that you want
3561 installed in one or more files of their own and use the @code{load}
3562 function to cause Emacs to evaluate and thereby install each of the
3563 functions in the files.
3564 @xref{Loading Files, , Loading Files}.
3566 @item
3567 On the other hand, if you have code that your whole site will use, it
3568 is usual to put it in a file called @file{site-init.el} that is loaded
3569 when Emacs is built.  This makes the code available to everyone who
3570 uses your machine.  (See the @file{INSTALL} file that is part of the
3571 Emacs distribution.)
3572 @end itemize
3574 Finally, if you have code that everyone who uses Emacs may want, you
3575 can post it on a computer network or send a copy to the Free Software
3576 Foundation.  (When you do this, please license the code and its
3577 documentation under a license that permits other people to run, copy,
3578 study, modify, and redistribute the code and which protects you from
3579 having your work taken from you.)  If you send a copy of your code to
3580 the Free Software Foundation, and properly protect yourself and
3581 others, it may be included in the next release of Emacs.  In large
3582 part, this is how Emacs has grown over the past years, by donations.
3584 @node let, if, Permanent Installation, Writing Defuns
3585 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3586 @section @code{let}
3587 @findex let
3589 The @code{let} expression is a special form in Lisp that you will need
3590 to use in most function definitions.
3592 @code{let} is used to attach or bind a symbol to a value in such a way
3593 that the Lisp interpreter will not confuse the variable with a
3594 variable of the same name that is not part of the function.
3596 To understand why the @code{let} special form is necessary, consider
3597 the situation in which you own a home that you generally refer to as
3598 `the house', as in the sentence, ``The house needs painting.''  If you
3599 are visiting a friend and your host refers to `the house', he is
3600 likely to be referring to @emph{his} house, not yours, that is, to a
3601 different house.
3603 If your friend is referring to his house and you think he is referring
3604 to your house, you may be in for some confusion.  The same thing could
3605 happen in Lisp if a variable that is used inside of one function has
3606 the same name as a variable that is used inside of another function,
3607 and the two are not intended to refer to the same value.  The
3608 @code{let} special form prevents this kind of confusion.
3610 @menu
3611 * Prevent confusion::
3612 * Parts of let Expression::
3613 * Sample let Expression::
3614 * Uninitialized let Variables::
3615 @end menu
3617 @node Prevent confusion, Parts of let Expression, let, let
3618 @ifnottex
3619 @unnumberedsubsec @code{let} Prevents Confusion
3620 @end ifnottex
3622 @cindex @samp{local variable} defined
3623 The @code{let} special form prevents confusion.  @code{let} creates a
3624 name for a @dfn{local variable} that overshadows any use of the same
3625 name outside the @code{let} expression.  This is like understanding
3626 that whenever your host refers to `the house', he means his house, not
3627 yours.  (Symbols used in argument lists work the same way.
3628 @xref{defun, , The @code{defun} Special Form}.)
3630 Local variables created by a @code{let} expression retain their value
3631 @emph{only} within the @code{let} expression itself (and within
3632 expressions called within the @code{let} expression); the local
3633 variables have no effect outside the @code{let} expression.
3635 Another way to think about @code{let} is that it is like a @code{setq}
3636 that is temporary and local.  The values set by @code{let} are
3637 automatically undone when the @code{let} is finished.  The setting
3638 only affects expressions that are inside the bounds of the @code{let}
3639 expression.  In computer science jargon, we would say ``the binding of
3640 a symbol is visible only in functions called in the @code{let} form;
3641 in Emacs Lisp, scoping is dynamic, not lexical.''
3643 @code{let} can create more than one variable at once.  Also,
3644 @code{let} gives each variable it creates an initial value, either a
3645 value specified by you, or @code{nil}.  (In the jargon, this is called
3646 `binding the variable to the value'.)  After @code{let} has created
3647 and bound the variables, it executes the code in the body of the
3648 @code{let}, and returns the value of the last expression in the body,
3649 as the value of the whole @code{let} expression.  (`Execute' is a jargon
3650 term that means to evaluate a list; it comes from the use of the word
3651 meaning `to give practical effect to' (@cite{Oxford English
3652 Dictionary}).  Since you evaluate an expression to perform an action,
3653 `execute' has evolved as a synonym to `evaluate'.)
3655 @node Parts of let Expression, Sample let Expression, Prevent confusion, let
3656 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3657 @subsection The Parts of a @code{let} Expression
3658 @cindex @code{let} expression, parts of
3659 @cindex Parts of @code{let} expression
3661 @cindex @samp{varlist} defined
3662 A @code{let} expression is a list of three parts.  The first part is
3663 the symbol @code{let}.  The second part is a list, called a
3664 @dfn{varlist}, each element of which is either a symbol by itself or a
3665 two-element list, the first element of which is a symbol.  The third
3666 part of the @code{let} expression is the body of the @code{let}.  The
3667 body usually consists of one or more lists.
3669 @need 800
3670 A template for a @code{let} expression looks like this:
3672 @smallexample
3673 (let @var{varlist} @var{body}@dots{})
3674 @end smallexample
3676 @noindent
3677 The symbols in the varlist are the variables that are given initial
3678 values by the @code{let} special form.  Symbols by themselves are given
3679 the initial value of @code{nil}; and each symbol that is the first
3680 element of a two-element list is bound to the value that is returned
3681 when the Lisp interpreter evaluates the second element.
3683 Thus, a varlist might look like this: @code{(thread (needles 3))}.  In
3684 this case, in a @code{let} expression, Emacs binds the symbol
3685 @code{thread} to an initial value of @code{nil}, and binds the symbol
3686 @code{needles} to an initial value of 3.
3688 When you write a @code{let} expression, what you do is put the
3689 appropriate expressions in the slots of the @code{let} expression
3690 template.
3692 If the varlist is composed of two-element lists, as is often the case,
3693 the template for the @code{let} expression looks like this:
3695 @smallexample
3696 @group
3697 (let ((@var{variable} @var{value})
3698       (@var{variable} @var{value})
3699       @dots{})
3700   @var{body}@dots{})
3701 @end group
3702 @end smallexample
3704 @node Sample let Expression, Uninitialized let Variables, Parts of let Expression, let
3705 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3706 @subsection Sample @code{let} Expression
3707 @cindex Sample @code{let} expression
3708 @cindex @code{let} expression sample
3710 The following expression creates and gives initial values
3711 to the two variables @code{zebra} and @code{tiger}.  The body of the
3712 @code{let} expression is a list which calls the @code{message} function.
3714 @smallexample
3715 @group
3716 (let ((zebra 'stripes)
3717       (tiger 'fierce))
3718   (message "One kind of animal has %s and another is %s."
3719            zebra tiger))
3720 @end group
3721 @end smallexample
3723 Here, the varlist is @code{((zebra 'stripes) (tiger 'fierce))}.
3725 The two variables are @code{zebra} and @code{tiger}.  Each variable is
3726 the first element of a two-element list and each value is the second
3727 element of its two-element list.  In the varlist, Emacs binds the
3728 variable @code{zebra} to the value @code{stripes}, and binds the
3729 variable @code{tiger} to the value @code{fierce}.  In this example,
3730 both values are symbols preceded by a quote.  The values could just as
3731 well have been another list or a string.  The body of the @code{let}
3732 follows after the list holding the variables.  In this example, the body
3733 is a list that uses the @code{message} function to print a string in
3734 the echo area.
3736 @need 1500
3737 You may evaluate the example in the usual fashion, by placing the
3738 cursor after the last parenthesis and typing @kbd{C-x C-e}.  When you do
3739 this, the following will appear in the echo area:
3741 @smallexample
3742 "One kind of animal has stripes and another is fierce."
3743 @end smallexample
3745 As we have seen before, the @code{message} function prints its first
3746 argument, except for @samp{%s}.  In this example, the value of the variable
3747 @code{zebra} is printed at the location of the first @samp{%s} and the
3748 value of the variable @code{tiger} is printed at the location of the
3749 second @samp{%s}.
3751 @node Uninitialized let Variables,  , Sample let Expression, let
3752 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3753 @subsection Uninitialized Variables in a @code{let} Statement
3754 @cindex Uninitialized @code{let} variables
3755 @cindex @code{let} variables uninitialized
3757 If you do not bind the variables in a @code{let} statement to specific
3758 initial values, they will automatically be bound to an initial value of
3759 @code{nil}, as in the following expression:
3761 @smallexample
3762 @group
3763 (let ((birch 3)
3764       pine
3765       fir
3766       (oak 'some))
3767   (message
3768    "Here are %d variables with %s, %s, and %s value."
3769    birch pine fir oak))
3770 @end group
3771 @end smallexample
3773 @noindent
3774 Here, the varlist is @code{((birch 3) pine fir (oak 'some))}.
3776 @need 1250
3777 If you evaluate this expression in the usual way, the following will
3778 appear in your echo area:
3780 @smallexample
3781 "Here are 3 variables with nil, nil, and some value."
3782 @end smallexample
3784 @noindent
3785 In this example, Emacs binds the symbol @code{birch} to the number 3,
3786 binds the symbols @code{pine} and @code{fir} to @code{nil}, and binds
3787 the symbol @code{oak} to the value @code{some}.
3789 Note that in the first part of the @code{let}, the variables @code{pine}
3790 and @code{fir} stand alone as atoms that are not surrounded by
3791 parentheses; this is because they are being bound to @code{nil}, the
3792 empty list.  But @code{oak} is bound to @code{some} and so is a part of
3793 the list @code{(oak 'some)}.  Similarly, @code{birch} is bound to the
3794 number 3 and so is in a list with that number.  (Since a number
3795 evaluates to itself, the number does not need to be quoted.  Also, the
3796 number is printed in the message using a @samp{%d} rather than a
3797 @samp{%s}.)  The four variables as a group are put into a list to
3798 delimit them from the body of the @code{let}.
3800 @node if, else, let, Writing Defuns
3801 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3802 @section The @code{if} Special Form
3803 @findex if
3804 @cindex Conditional with @code{if}
3806 A third special form, in addition to @code{defun} and @code{let}, is the
3807 conditional @code{if}.  This form is used to instruct the computer to
3808 make decisions.  You can write function definitions without using
3809 @code{if}, but it is used often enough, and is important enough, to be
3810 included here.  It is used, for example, in the code for the
3811 function @code{beginning-of-buffer}.
3813 The basic idea behind an @code{if}, is that ``@emph{if} a test is true,
3814 @emph{then} an expression is evaluated.''  If the test is not true, the
3815 expression is not evaluated.  For example, you might make a decision
3816 such as, ``if it is warm and sunny, then go to the beach!''
3818 @menu
3819 * if in more detail::
3820 * type-of-animal in detail::    An example of an @code{if} expression.
3821 @end menu
3823 @node if in more detail, type-of-animal in detail, if, if
3824 @ifnottex
3825 @unnumberedsubsec @code{if} in more detail
3826 @end ifnottex
3828 @cindex @samp{if-part} defined
3829 @cindex @samp{then-part} defined
3830 An @code{if} expression written in Lisp does not use the word `then';
3831 the test and the action are the second and third elements of the list
3832 whose first element is @code{if}.  Nonetheless, the test part of an
3833 @code{if} expression is often called the @dfn{if-part} and the second
3834 argument is often called the @dfn{then-part}.
3836 Also, when an @code{if} expression is written, the true-or-false-test
3837 is usually written on the same line as the symbol @code{if}, but the
3838 action to carry out if the test is true, the ``then-part'', is written
3839 on the second and subsequent lines.  This makes the @code{if}
3840 expression easier to read.
3842 @smallexample
3843 @group
3844 (if @var{true-or-false-test}
3845     @var{action-to-carry-out-if-test-is-true})
3846 @end group
3847 @end smallexample
3849 @noindent
3850 The true-or-false-test will be an expression that
3851 is evaluated by the Lisp interpreter.
3853 Here is an example that you can evaluate in the usual manner.  The test
3854 is whether the number 5 is greater than the number 4.  Since it is, the
3855 message @samp{5 is greater than 4!} will be printed.
3857 @smallexample
3858 @group
3859 (if (> 5 4)                             ; @r{if-part}
3860     (message "5 is greater than 4!"))   ; @r{then-part}
3861 @end group
3862 @end smallexample
3864 @noindent
3865 (The function @code{>} tests whether its first argument is greater than
3866 its second argument and returns true if it is.)
3867 @findex > (greater than)
3869 Of course, in actual use, the test in an @code{if} expression will not
3870 be fixed for all time as it is by the expression @code{(> 5 4)}.
3871 Instead, at least one of the variables used in the test will be bound to
3872 a value that is not known ahead of time.  (If the value were known ahead
3873 of time, we would not need to run the test!)
3875 For example, the value may be bound to an argument of a function
3876 definition.  In the following function definition, the character of the
3877 animal is a value that is passed to the function.  If the value bound to
3878 @code{characteristic} is @code{fierce}, then the message, @samp{It's a
3879 tiger!} will be printed; otherwise, @code{nil} will be returned.
3881 @smallexample
3882 @group
3883 (defun type-of-animal (characteristic)
3884   "Print message in echo area depending on CHARACTERISTIC.
3885 If the CHARACTERISTIC is the symbol `fierce',
3886 then warn of a tiger."
3887   (if (equal characteristic 'fierce)
3888       (message "It's a tiger!")))
3889 @end group
3890 @end smallexample
3892 @need 1500
3893 @noindent
3894 If you are reading this inside of GNU Emacs, you can evaluate the
3895 function definition in the usual way to install it in Emacs, and then you
3896 can evaluate the following two expressions to see the results:
3898 @smallexample
3899 @group
3900 (type-of-animal 'fierce)
3902 (type-of-animal 'zebra)
3904 @end group
3905 @end smallexample
3907 @c Following sentences rewritten to prevent overfull hbox.
3908 @noindent
3909 When you evaluate @code{(type-of-animal 'fierce)}, you will see the
3910 following message printed in the echo area: @code{"It's a tiger!"}; and
3911 when you evaluate @code{(type-of-animal 'zebra)} you will see @code{nil}
3912 printed in the echo area.
3914 @node type-of-animal in detail,  , if in more detail, if
3915 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3916 @subsection The @code{type-of-animal} Function in Detail
3918 Let's look at the @code{type-of-animal} function in detail.
3920 The function definition for @code{type-of-animal} was written by filling
3921 the slots of two templates, one for a function definition as a whole, and
3922 a second for an @code{if} expression.
3924 @need 1250
3925 The template for every function that is not interactive is:
3927 @smallexample
3928 @group
3929 (defun @var{name-of-function} (@var{argument-list})
3930   "@var{documentation}@dots{}"
3931   @var{body}@dots{})
3932 @end group
3933 @end smallexample
3935 @need 800
3936 The parts of the function that match this template look like this:
3938 @smallexample
3939 @group
3940 (defun type-of-animal (characteristic)
3941   "Print message in echo area depending on CHARACTERISTIC.
3942 If the CHARACTERISTIC is the symbol `fierce',
3943 then warn of a tiger."
3944   @var{body: the} @code{if} @var{expression})
3945 @end group
3946 @end smallexample
3948 The name of function is @code{type-of-animal}; it is passed the value
3949 of one argument.  The argument list is followed by a multi-line
3950 documentation string.  The documentation string is included in the
3951 example because it is a good habit to write documentation string for
3952 every function definition.  The body of the function definition
3953 consists of the @code{if} expression.
3955 @need 800
3956 The template for an @code{if} expression looks like this:
3958 @smallexample
3959 @group
3960 (if @var{true-or-false-test}
3961     @var{action-to-carry-out-if-the-test-returns-true})
3962 @end group
3963 @end smallexample
3965 @need 1250
3966 In the @code{type-of-animal} function, the code for the @code{if}
3967 looks like this:
3969 @smallexample
3970 @group
3971 (if (equal characteristic 'fierce)
3972     (message "It's a tiger!")))
3973 @end group
3974 @end smallexample
3976 @need 800
3977 Here, the true-or-false-test is the expression:
3979 @smallexample
3980 (equal characteristic 'fierce)
3981 @end smallexample
3983 @noindent
3984 In Lisp, @code{equal} is a function that determines whether its first
3985 argument is equal to its second argument.  The second argument is the
3986 quoted symbol @code{'fierce} and the first argument is the value of the
3987 symbol @code{characteristic}---in other words, the argument passed to
3988 this function.
3990 In the first exercise of @code{type-of-animal}, the argument
3991 @code{fierce} is passed to @code{type-of-animal}.  Since @code{fierce}
3992 is equal to @code{fierce}, the expression, @code{(equal characteristic
3993 'fierce)}, returns a value of true.  When this happens, the @code{if}
3994 evaluates the second argument or then-part of the @code{if}:
3995 @code{(message "It's tiger!")}.
3997 On the other hand, in the second exercise of @code{type-of-animal}, the
3998 argument @code{zebra} is passed to @code{type-of-animal}.  @code{zebra}
3999 is not equal to @code{fierce}, so the then-part is not evaluated and
4000 @code{nil} is returned by the @code{if} expression.
4002 @node else, Truth & Falsehood, if, Writing Defuns
4003 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4004 @section If--then--else Expressions
4005 @cindex Else
4007 An @code{if} expression may have an optional third argument, called
4008 the @dfn{else-part}, for the case when the true-or-false-test returns
4009 false.  When this happens, the second argument or then-part of the
4010 overall @code{if} expression is @emph{not} evaluated, but the third or
4011 else-part @emph{is} evaluated.  You might think of this as the cloudy
4012 day alternative for the decision ``if it is warm and sunny, then go to
4013 the beach, else read a book!''.
4015 The word ``else'' is not written in the Lisp code; the else-part of an
4016 @code{if} expression comes after the then-part.  In the written Lisp, the
4017 else-part is usually written to start on a line of its own and is
4018 indented less than the then-part:
4020 @smallexample
4021 @group
4022 (if @var{true-or-false-test}
4023     @var{action-to-carry-out-if-the-test-returns-true}
4024   @var{action-to-carry-out-if-the-test-returns-false})
4025 @end group
4026 @end smallexample
4028 For example, the following @code{if} expression prints the message @samp{4
4029 is not greater than 5!} when you evaluate it in the usual way:
4031 @smallexample
4032 @group
4033 (if (> 4 5)                             ; @r{if-part}
4034     (message "5 is greater than 4!")    ; @r{then-part}
4035   (message "4 is not greater than 5!")) ; @r{else-part}
4036 @end group
4037 @end smallexample
4039 @noindent
4040 Note that the different levels of indentation make it easy to
4041 distinguish the then-part from the else-part.  (GNU Emacs has several
4042 commands that automatically indent @code{if} expressions correctly.
4043 @xref{Typing Lists, , GNU Emacs Helps You Type Lists}.)
4045 We can extend the @code{type-of-animal} function to include an
4046 else-part by simply incorporating an additional part to the @code{if}
4047 expression.
4049 @need 1500
4050 You can see the consequences of doing this if you evaluate the following
4051 version of the @code{type-of-animal} function definition to install it
4052 and then evaluate the two subsequent expressions to pass different
4053 arguments to the function.
4055 @smallexample
4056 @group
4057 (defun type-of-animal (characteristic)  ; @r{Second version.}
4058   "Print message in echo area depending on CHARACTERISTIC.
4059 If the CHARACTERISTIC is the symbol `fierce',
4060 then warn of a tiger;
4061 else say it's not fierce."
4062   (if (equal characteristic 'fierce)
4063       (message "It's a tiger!")
4064     (message "It's not fierce!")))
4065 @end group
4066 @end smallexample
4067 @sp 1
4069 @smallexample
4070 @group
4071 (type-of-animal 'fierce)
4073 (type-of-animal 'zebra)
4075 @end group
4076 @end smallexample
4078 @c Following sentence rewritten to prevent overfull hbox.
4079 @noindent
4080 When you evaluate @code{(type-of-animal 'fierce)}, you will see the
4081 following message printed in the echo area: @code{"It's a tiger!"}; but
4082 when you evaluate @code{(type-of-animal 'zebra)}, you will see
4083 @code{"It's not fierce!"}.
4085 (Of course, if the @var{characteristic} were @code{ferocious}, the
4086 message @code{"It's not fierce!"} would be printed; and it would be
4087 misleading!  When you write code, you need to take into account the
4088 possibility that some such argument will be tested by the @code{if} and
4089 write your program accordingly.)
4091 @node Truth & Falsehood, save-excursion, else, Writing Defuns
4092 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4093 @section Truth and Falsehood in Emacs Lisp
4094 @cindex Truth and falsehood in Emacs Lisp
4095 @cindex Falsehood and truth in Emacs Lisp
4096 @findex nil
4098 There is an important aspect to the truth test in an @code{if}
4099 expression.  So far, we have spoken of `true' and `false' as values of
4100 predicates as if they were new kinds of Emacs Lisp objects.  In fact,
4101 `false' is just our old friend @code{nil}.  Anything else---anything
4102 at all---is `true'.
4104 The expression that tests for truth is interpreted as @dfn{true}
4105 if the result of evaluating it is a value that is not @code{nil}.  In
4106 other words, the result of the test is considered true if the value
4107 returned is a number such as 47, a string such as @code{"hello"}, or a
4108 symbol (other than @code{nil}) such as @code{flowers}, or a list, or
4109 even a buffer!
4111 @menu
4112 * nil explained::               @code{nil} has two meanings.
4113 @end menu
4115 @node nil explained,  , Truth & Falsehood, Truth & Falsehood
4116 @ifnottex
4117 @unnumberedsubsec An explanation of @code{nil}
4118 @end ifnottex
4120 Before illustrating a test for truth, we need an explanation of @code{nil}.
4122 In Emacs Lisp, the symbol @code{nil} has two meanings.  First, it means the
4123 empty list.  Second, it means false and is the value returned when a
4124 true-or-false-test tests false.  @code{nil} can be written as an empty
4125 list, @code{()}, or as @code{nil}.  As far as the Lisp interpreter is
4126 concerned, @code{()} and @code{nil} are the same.  Humans, however, tend
4127 to use @code{nil} for false and @code{()} for the empty list.
4129 In Emacs Lisp, any value that is not @code{nil}---is not the empty
4130 list---is considered true.  This means that if an evaluation returns
4131 something that is not an empty list, an @code{if} expression will test
4132 true.  For example, if a number is put in the slot for the test, it
4133 will be evaluated and will return itself, since that is what numbers
4134 do when evaluated.  In this conditional, the @code{if} expression will
4135 test true.  The expression tests false only when @code{nil}, an empty
4136 list, is returned by evaluating the expression.
4138 You can see this by evaluating the two expressions in the following examples.
4140 In the first example, the number 4 is evaluated as the test in the
4141 @code{if} expression and returns itself; consequently, the then-part
4142 of the expression is evaluated and returned: @samp{true} appears in
4143 the echo area.  In the second example, the @code{nil} indicates false;
4144 consequently, the else-part of the expression is evaluated and
4145 returned: @samp{false} appears in the echo area.
4147 @smallexample
4148 @group
4149 (if 4
4150     'true
4151   'false)
4152 @end group
4154 @group
4155 (if nil
4156     'true
4157   'false)
4158 @end group
4159 @end smallexample
4161 @need 1250
4162 Incidentally, if some other useful value is not available for a test that
4163 returns true, then the Lisp interpreter will return the symbol @code{t}
4164 for true.  For example, the expression @code{(> 5 4)} returns @code{t}
4165 when evaluated, as you can see by evaluating it in the usual way:
4167 @smallexample
4168 (> 5 4)
4169 @end smallexample
4171 @need 1250
4172 @noindent
4173 On the other hand, this function returns @code{nil} if the test is false.
4175 @smallexample
4176 (> 4 5)
4177 @end smallexample
4179 @node save-excursion, Review, Truth & Falsehood, Writing Defuns
4180 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4181 @section @code{save-excursion}
4182 @findex save-excursion
4183 @cindex Region, what it is
4184 @cindex Preserving point, mark, and buffer
4185 @cindex Point, mark, buffer preservation
4186 @findex point
4187 @findex mark
4189 The @code{save-excursion} function is the fourth and final special form
4190 that we will discuss in this chapter.
4192 In Emacs Lisp programs used for editing, the @code{save-excursion}
4193 function is very common.  It saves the location of point and mark,
4194 executes the body of the function, and then restores point and mark to
4195 their previous positions if their locations were changed.  Its primary
4196 purpose is to keep the user from being surprised and disturbed by
4197 unexpected movement of point or mark.
4199 @menu
4200 * Point and mark::              A review of various locations.
4201 * Template for save-excursion::
4202 @end menu
4204 @node Point and mark, Template for save-excursion, save-excursion, save-excursion
4205 @ifnottex
4206 @unnumberedsubsec Point and Mark
4207 @end ifnottex
4209 Before discussing @code{save-excursion}, however, it may be useful
4210 first to review what point and mark are in GNU Emacs.  @dfn{Point} is
4211 the current location of the cursor.  Wherever the cursor
4212 is, that is point.  More precisely, on terminals where the cursor
4213 appears to be on top of a character, point is immediately before the
4214 character.  In Emacs Lisp, point is an integer.  The first character in
4215 a buffer is number one, the second is number two, and so on.  The
4216 function @code{point} returns the current position of the cursor as a
4217 number.  Each buffer has its own value for point.
4219 The @dfn{mark} is another position in the buffer; its value can be set
4220 with a command such as @kbd{C-@key{SPC}} (@code{set-mark-command}).  If
4221 a mark has been set, you can use the command @kbd{C-x C-x}
4222 (@code{exchange-point-and-mark}) to cause the cursor to jump to the mark
4223 and set the mark to be the previous position of point.  In addition, if
4224 you set another mark, the position of the previous mark is saved in the
4225 mark ring.  Many mark positions can be saved this way.  You can jump the
4226 cursor to a saved mark by typing @kbd{C-u C-@key{SPC}} one or more
4227 times.
4229 The part of the buffer between point and mark is called @dfn{the
4230 region}.  Numerous commands work on the region, including
4231 @code{center-region}, @code{count-lines-region}, @code{kill-region}, and
4232 @code{print-region}.
4234 The @code{save-excursion} special form saves the locations of point and
4235 mark and restores those positions after the code within the body of the
4236 special form is evaluated by the Lisp interpreter.  Thus, if point were
4237 in the beginning of a piece of text and some code moved point to the end
4238 of the buffer, the @code{save-excursion} would put point back to where
4239 it was before, after the expressions in the body of the function were
4240 evaluated.
4242 In Emacs, a function frequently moves point as part of its internal
4243 workings even though a user would not expect this.  For example,
4244 @code{count-lines-region} moves point.  To prevent the user from being
4245 bothered by jumps that are both unexpected and (from the user's point of
4246 view) unnecessary, @code{save-excursion} is often used to keep point and
4247 mark in the location expected by the user.  The use of
4248 @code{save-excursion} is good housekeeping.
4250 To make sure the house stays clean, @code{save-excursion} restores the
4251 values of point and mark even if something goes wrong in the code inside
4252 of it (or, to be more precise and to use the proper jargon, ``in case of
4253 abnormal exit'').  This feature is very helpful.
4255 In addition to recording the values of point and mark,
4256 @code{save-excursion} keeps track of the current buffer, and restores
4257 it, too.  This means you can write code that will change the buffer and
4258 have @code{save-excursion} switch you back to the original buffer.  This
4259 is how @code{save-excursion} is used in @code{append-to-buffer}.
4260 (@xref{append-to-buffer, , The Definition of @code{append-to-buffer}}.)
4262 @node Template for save-excursion,  , Point and mark, save-excursion
4263 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4264 @subsection Template for a @code{save-excursion} Expression
4266 @need 800
4267 The template for code using @code{save-excursion} is simple:
4269 @smallexample
4270 @group
4271 (save-excursion
4272   @var{body}@dots{})
4273 @end group
4274 @end smallexample
4276 @noindent
4277 The body of the function is one or more expressions that will be
4278 evaluated in sequence by the Lisp interpreter.  If there is more than
4279 one expression in the body, the value of the last one will be returned
4280 as the value of the @code{save-excursion} function.  The other
4281 expressions in the body are evaluated only for their side effects; and
4282 @code{save-excursion} itself is used only for its side effect (which
4283 is restoring the positions of point and mark).
4285 @need 1250
4286 In more detail, the template for a @code{save-excursion} expression
4287 looks like this:
4289 @smallexample
4290 @group
4291 (save-excursion
4292   @var{first-expression-in-body}
4293   @var{second-expression-in-body}
4294   @var{third-expression-in-body}
4295    @dots{}
4296   @var{last-expression-in-body})
4297 @end group
4298 @end smallexample
4300 @noindent
4301 An expression, of course, may be a symbol on its own or a list.
4303 In Emacs Lisp code, a @code{save-excursion} expression often occurs
4304 within the body of a @code{let} expression.  It looks like this:
4306 @smallexample
4307 @group
4308 (let @var{varlist}
4309   (save-excursion
4310     @var{body}@dots{}))
4311 @end group
4312 @end smallexample
4314 @node Review, defun Exercises, save-excursion, Writing Defuns
4315 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4316 @section Review
4318 In the last few chapters we have introduced a fair number of functions
4319 and special forms.  Here they are described in brief, along with a few
4320 similar functions that have not been mentioned yet.
4322 @table @code
4323 @item eval-last-sexp
4324 Evaluate the last symbolic expression before the current location of
4325 point.  The value is printed in the echo area unless the function is
4326 invoked with an argument; in that case, the output is printed in the
4327 current buffer.  This command is normally bound to @kbd{C-x C-e}.
4329 @item defun
4330 Define function.  This special form has up to five parts: the name,
4331 a template for the arguments that will be passed to the function,
4332 documentation, an optional interactive declaration, and the body of the
4333 definition.
4335 @need 1250
4336 For example:
4338 @smallexample
4339 @group
4340 (defun back-to-indentation ()
4341   "Move point to first visible character on line."
4342   (interactive)
4343   (beginning-of-line 1)
4344   (skip-chars-forward " \t"))
4345 @end group
4346 @end smallexample
4348 @item interactive
4349 Declare to the interpreter that the function can be used
4350 interactively.  This special form may be followed by a string with one
4351 or more parts that pass the information to the arguments of the
4352 function, in sequence.  These parts may also tell the interpreter to
4353 prompt for information.  Parts of the string are separated by
4354 newlines, @samp{\n}.
4356 @need 1000
4357 Common code characters are:
4359 @table @code
4360 @item b
4361 The name of an existing buffer.
4363 @item f
4364 The name of an existing file.
4366 @item p
4367 The numeric prefix argument.  (Note that this `p' is lower case.)
4369 @item r
4370 Point and the mark, as two numeric arguments, smallest first.  This
4371 is the only code letter that specifies two successive arguments
4372 rather than one.
4373 @end table
4375 @xref{Interactive Codes, , Code Characters for @samp{interactive},
4376 elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for a complete list of
4377 code characters.
4379 @item let
4380 Declare that a list of variables is for use within the body of the
4381 @code{let} and give them an initial value, either @code{nil} or a
4382 specified value; then evaluate the rest of the expressions in the body
4383 of the @code{let} and return the value of the last one.  Inside the
4384 body of the @code{let}, the Lisp interpreter does not see the values of
4385 the variables of the same names that are bound outside of the
4386 @code{let}.
4388 @need 1250
4389 For example,
4391 @smallexample
4392 @group
4393 (let ((foo (buffer-name))
4394       (bar (buffer-size)))
4395   (message
4396    "This buffer is %s and has %d characters."
4397    foo bar))
4398 @end group
4399 @end smallexample
4401 @item save-excursion
4402 Record the values of point and mark and the current buffer before
4403 evaluating the body of this special form.  Restore the values of point
4404 and mark and buffer afterward.
4406 @need 1250
4407 For example,
4409 @smallexample
4410 @group
4411 (message "We are %d characters into this buffer."
4412          (- (point)
4413             (save-excursion
4414               (goto-char (point-min)) (point))))
4415 @end group
4416 @end smallexample
4418 @item if
4419 Evaluate the first argument to the function; if it is true, evaluate
4420 the second argument; else evaluate the third argument, if there is one.
4422 The @code{if} special form is called a @dfn{conditional}.  There are
4423 other conditionals in Emacs Lisp, but @code{if} is perhaps the most
4424 commonly used.
4426 @need 1250
4427 For example,
4429 @smallexample
4430 @group
4431 (if (string-equal
4432      (number-to-string 21)
4433      (substring (emacs-version) 10 12))
4434     (message "This is version 21 Emacs")
4435   (message "This is not version 21 Emacs"))
4436 @end group
4437 @end smallexample
4439 @item equal
4440 @itemx eq
4441 Test whether two objects are the same.  @code{equal} uses one meaning
4442 of the word `same' and @code{eq} uses another:  @code{equal} returns
4443 true if the two objects have a similar structure and contents, such as
4444 two copies of the same book.  On the other hand, @code{eq}, returns
4445 true if both arguments are actually the same object.
4446 @findex equal
4447 @findex eq
4449 @need 1250
4450 @item <
4451 @itemx >
4452 @itemx <=
4453 @itemx >=
4454 The @code{<} function tests whether its first argument is smaller than
4455 its second argument.  A corresponding function, @code{>}, tests whether
4456 the first argument is greater than the second.  Likewise, @code{<=}
4457 tests whether the first argument is less than or equal to the second and
4458 @code{>=} tests whether the first argument is greater than or equal to
4459 the second.  In all cases, both arguments must be numbers or markers
4460 (markers indicate positions in buffers).
4462 @item string<
4463 @itemx string-lessp
4464 @itemx string=
4465 @itemx string-equal
4466 The @code{string-lessp} function tests whether its first argument is
4467 smaller than the second argument.  A shorter, alternative name for the
4468 same function (a @code{defalias}) is @code{string<}.
4470 The arguments to @code{string-lessp} must be strings or symbols; the
4471 ordering is lexicographic, so case is significant.  The print names of
4472 symbols are used instead of the symbols themselves.
4474 @cindex @samp{empty string} defined
4475 An empty string, @samp{""}, a string with no characters in it, is
4476 smaller than any string of characters.
4478 @code{string-equal} provides the corresponding test for equality.  Its
4479 shorter, alternative name is @code{string=}.  There are no string test
4480 functions that correspond to @var{>}, @code{>=}, or @code{<=}.
4482 @item message
4483 Print a message in the echo area. The first argument is a string that
4484 can contain @samp{%s}, @samp{%d}, or @samp{%c} to print the value of
4485 arguments that follow the string.  The argument used by @samp{%s} must
4486 be a string or a symbol; the argument used by @samp{%d} must be a
4487 number.  The argument used by @samp{%c} must be an @sc{ascii} code
4488 number; it will be printed as the character with that @sc{ascii} code.
4490 @item setq
4491 @itemx set
4492 The @code{setq} function sets the value of its first argument to the
4493 value of the second argument.  The first argument is automatically
4494 quoted by @code{setq}.  It does the same for succeeding pairs of
4495 arguments.  Another function, @code{set}, takes only two arguments and
4496 evaluates both of them before setting the value returned by its first
4497 argument to the value returned by its second argument.
4499 @item buffer-name
4500 Without an argument, return the name of the buffer, as a string.
4502 @itemx buffer-file-name
4503 Without an argument, return the name of the file the buffer is
4504 visiting.
4506 @item current-buffer
4507 Return the buffer in which Emacs is active; it may not be
4508 the buffer that is visible on the screen.
4510 @item other-buffer
4511 Return the most recently selected buffer (other than the buffer passed
4512 to @code{other-buffer} as an argument and other than the current
4513 buffer).
4515 @item switch-to-buffer
4516 Select a buffer for Emacs to be active in and display it in the current
4517 window so users can look at it.  Usually bound to @kbd{C-x b}.
4519 @item set-buffer
4520 Switch Emacs' attention to a buffer on which programs will run.  Don't
4521 alter what the window is showing.
4523 @item buffer-size
4524 Return the number of characters in the current buffer.
4526 @item point
4527 Return the value of the current position of the cursor, as an
4528 integer counting the number of characters from the beginning of the
4529 buffer.
4531 @item point-min
4532 Return the minimum permissible value of point in
4533 the current buffer.  This is 1, unless narrowing is in effect.
4535 @item point-max
4536 Return the value of the maximum permissible value of point in the
4537 current buffer.  This is the end of the buffer, unless narrowing is in
4538 effect.
4539 @end table
4541 @need 1500
4542 @node defun Exercises,  , Review, Writing Defuns
4543 @section Exercises
4545 @itemize @bullet
4546 @item
4547 Write a non-interactive function that doubles the value of its
4548 argument, a number.  Make that function interactive.
4550 @item
4551 Write a function that tests whether the current value of
4552 @code{fill-column} is greater than the argument passed to the function,
4553 and if so, prints an appropriate message.
4554 @end itemize
4556 @node Buffer Walk Through, More Complex, Writing Defuns, Top
4557 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4558 @chapter A Few Buffer--Related Functions
4560 In this chapter we study in detail several of the functions used in GNU
4561 Emacs.  This is called a ``walk-through''.  These functions are used as
4562 examples of Lisp code, but are not imaginary examples; with the
4563 exception of the first, simplified function definition, these functions
4564 show the actual code used in GNU Emacs.  You can learn a great deal from
4565 these definitions.  The functions described here are all related to
4566 buffers.  Later, we will study other functions.
4568 @menu
4569 * Finding More::                How to find more information.
4570 * simplified-beginning-of-buffer::  Shows @code{goto-char},
4571                                 @code{point-min}, and @code{push-mark}.
4572 * mark-whole-buffer::           Almost the same as @code{beginning-of-buffer}.
4573 * append-to-buffer::            Uses @code{save-excursion} and
4574                                 @code{insert-buffer-substring}.
4575 * Buffer Related Review::       Review.
4576 * Buffer Exercises::
4577 @end menu
4579 @node Finding More, simplified-beginning-of-buffer, Buffer Walk Through, Buffer Walk Through
4580 @section Finding More Information
4582 @findex describe-function, @r{introduced}
4583 @cindex Find function documentation
4584 In this walk-through, I will describe each new function as we come to
4585 it, sometimes in detail and sometimes briefly.  If you are interested,
4586 you can get the full documentation of any Emacs Lisp function at any
4587 time by typing @kbd{C-h f} and then the name of the function (and then
4588 @key{RET}).  Similarly, you can get the full documentation for a
4589 variable by typing @kbd{C-h v} and then the name of the variable (and
4590 then @key{RET}).
4592 @cindex Find source of function
4593 In versions 20 and higher, when a function is written in Emacs Lisp,
4594 @code{describe-function} will also tell you the location of the
4595 function definition.  If you move point over the file name and press
4596 the @key{RET} key, which in this case means @code{help-follow} rather
4597 than `return' or `enter', Emacs will take you directly to the function
4598 definition.
4600 More generally, if you want to see a function in its original source
4601 file, you can use the @code{find-tags} function to jump to it.
4602 @code{find-tags} works with a wide variety of languages, not just
4603 Lisp, and C, and it works with non-programming text as well.  For
4604 example, @code{find-tags} will jump to the various nodes in the
4605 Texinfo source file of this document.
4607 The @code{find-tags} function depends on `tags tables' that record
4608 the locations of the functions, variables, and other items to which
4609 @code{find-tags} jumps.
4611 To use the @code{find-tags} command, type @kbd{M-.}  (i.e., press the
4612 period key while holding down the @key{META} key, or else type the
4613 @key{ESC} key and then type the period key), and then, at the prompt,
4614 type in the name of the function whose source code you want to see,
4615 such as @code{mark-whole-buffer}, and then type @key{RET}.  Emacs will
4616 switch buffers and display the source code for the function on your
4617 screen.  To switch back to your current buffer, type @kbd{C-x b
4618 @key{RET}}.  (On some keyboards, the @key{META} key is labelled
4619 @key{ALT}.)
4621 @c !!! 21.0.100 tags table location in this paragraph
4622 @cindex TAGS table, specifying
4623 @findex find-tags
4624 Depending on how the initial default values of your copy of Emacs are
4625 set, you may also need to specify the location of your `tags table',
4626 which is a file called @file{TAGS}.  For example, if you are
4627 interested in Emacs sources, the tags table you will most likely want,
4628 if it has already been created for you, will be in a subdirectory of
4629 the @file{/usr/local/share/emacs/} directory; thus you would use the
4630 @code{M-x visit-tags-table} command and specify a pathname such as
4631 @file{/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/TAGS} or
4632 @file{/usr/local/src/emacs/src/TAGS}.  If the tags table has
4633 not already been created, you will have to create it yourself.
4635 @need 1250
4636 To create a @file{TAGS} file in a specific directory, switch to that
4637 directory in Emacs using @kbd{M-x cd} command, or list the directory
4638 with @kbd{C-x d} (@code{dired}).  Then run the compile command, with
4639 @w{@code{etags *.el}} as the command to execute
4641 @smallexample
4642 M-x compile RET etags *.el RET
4643 @end smallexample
4645 For more information, see @ref{etags, , Create Your Own @file{TAGS} File}.
4647 After you become more familiar with Emacs Lisp, you will find that you will
4648 frequently use @code{find-tags} to navigate your way around source code;
4649 and you will create your own @file{TAGS} tables.
4651 @cindex Library, as term for `file'
4652 Incidentally, the files that contain Lisp code are conventionally
4653 called @dfn{libraries}.  The metaphor is derived from that of a
4654 specialized library, such as a law library or an engineering library,
4655 rather than a general library.  Each library, or file, contains
4656 functions that relate to a particular topic or activity, such as
4657 @file{abbrev.el} for handling abbreviations and other typing
4658 shortcuts, and @file{help.el} for on-line help.  (Sometimes several
4659 libraries provide code for a single activity, as the various
4660 @file{rmail@dots{}} files provide code for reading electronic mail.)
4661 In @cite{The GNU Emacs Manual}, you will see sentences such as ``The
4662 @kbd{C-h p} command lets you search the standard Emacs Lisp libraries
4663 by topic keywords.''
4665 @node simplified-beginning-of-buffer, mark-whole-buffer, Finding More, Buffer Walk Through
4666 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4667 @section A Simplified @code{beginning-of-buffer} Definition
4668 @findex simplified-beginning-of-buffer
4670 The @code{beginning-of-buffer} command is a good function to start with
4671 since you are likely to be familiar with it and it is easy to
4672 understand.  Used as an interactive command, @code{beginning-of-buffer}
4673 moves the cursor to the beginning of the buffer, leaving the mark at the
4674 previous position.  It is generally bound to @kbd{M-<}.
4676 In this section, we will discuss a shortened version of the function
4677 that shows how it is most frequently used.  This shortened function
4678 works as written, but it does not contain the code for a complex option.
4679 In another section, we will describe the entire function.
4680 (@xref{beginning-of-buffer, , Complete Definition of
4681 @code{beginning-of-buffer}}.)
4683 Before looking at the code, let's consider what the function
4684 definition has to contain: it must include an expression that makes
4685 the function interactive so it can be called by typing @kbd{M-x
4686 beginning-of-buffer} or by typing a keychord such as @kbd{M-<}; it
4687 must include code to leave a mark at the original position in the
4688 buffer; and it must include code to move the cursor to the beginning
4689 of the buffer.
4691 @need 1250
4692 Here is the complete text of the shortened version of the function:
4694 @smallexample
4695 @group
4696 (defun simplified-beginning-of-buffer ()
4697   "Move point to the beginning of the buffer;
4698 leave mark at previous position."
4699   (interactive)
4700   (push-mark)
4701   (goto-char (point-min)))
4702 @end group
4703 @end smallexample
4705 Like all function definitions, this definition has five parts following
4706 the special form @code{defun}:
4708 @enumerate
4709 @item
4710 The name: in this example, @code{simplified-beginning-of-buffer}.
4712 @item
4713 A list of the arguments: in this example, an empty list, @code{()},
4715 @item
4716 The documentation string.
4718 @item
4719 The interactive expression.
4721 @item
4722 The body.
4723 @end enumerate
4725 @noindent
4726 In this function definition, the argument list is empty; this means that
4727 this function does not require any arguments.  (When we look at the
4728 definition for the complete function, we will see that it may be passed
4729 an optional argument.)
4731 The interactive expression tells Emacs that the function is intended to
4732 be used interactively.  In this example, @code{interactive} does not have
4733 an argument because @code{simplified-beginning-of-buffer} does not
4734 require one.
4736 @need 800
4737 The body of the function consists of the two lines:
4739 @smallexample
4740 @group
4741 (push-mark)
4742 (goto-char (point-min))
4743 @end group
4744 @end smallexample
4746 The first of these lines is the expression, @code{(push-mark)}.  When
4747 this expression is evaluated by the Lisp interpreter, it sets a mark at
4748 the current position of the cursor, wherever that may be.  The position
4749 of this mark is saved in the mark ring.
4751 The next line is @code{(goto-char (point-min))}.  This expression
4752 jumps the cursor to the minimum point in the buffer, that is, to the
4753 beginning of the buffer (or to the beginning of the accessible portion
4754 of the buffer if it is narrowed.  @xref{Narrowing & Widening, ,
4755 Narrowing and Widening}.)
4757 The @code{push-mark} command sets a mark at the place where the cursor
4758 was located before it was moved to the beginning of the buffer by the
4759 @code{(goto-char (point-min))} expression.  Consequently, you can, if
4760 you wish, go back to where you were originally by typing @kbd{C-x C-x}.
4762 That is all there is to the function definition!
4764 @findex describe-function
4765 When you are reading code such as this and come upon an unfamiliar
4766 function, such as @code{goto-char}, you can find out what it does by
4767 using the @code{describe-function} command.  To use this command, type
4768 @kbd{C-h f} and then type in the name of the function and press
4769 @key{RET}.  The @code{describe-function} command will print the
4770 function's documentation string in a @file{*Help*} window.  For
4771 example, the documentation for @code{goto-char} is:
4773 @smallexample
4774 @group
4775 One arg, a number.  Set point to that number.
4776 Beginning of buffer is position (point-min),
4777 end is (point-max).
4778 @end group
4779 @end smallexample
4781 @noindent
4782 (The prompt for @code{describe-function} will offer you the symbol
4783 under or preceding the cursor, so you can save typing by positioning
4784 the cursor right over or after the function and then typing @kbd{C-h f
4785 @key{RET}}.)
4787 The @code{end-of-buffer} function definition is written in the same way as
4788 the @code{beginning-of-buffer} definition except that the body of the
4789 function contains the expression @code{(goto-char (point-max))} in place
4790 of @code{(goto-char (point-min))}.
4792 @node mark-whole-buffer, append-to-buffer, simplified-beginning-of-buffer, Buffer Walk Through
4793 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4794 @section The Definition of @code{mark-whole-buffer}
4795 @findex mark-whole-buffer
4797 The @code{mark-whole-buffer} function is no harder to understand than the
4798 @code{simplified-beginning-of-buffer} function.  In this case, however,
4799 we will look at the complete function, not a shortened version.
4801 The @code{mark-whole-buffer} function is not as commonly used as the
4802 @code{beginning-of-buffer} function, but is useful nonetheless: it
4803 marks a whole buffer as a region by putting point at the beginning and
4804 a mark at the end of the buffer.  It is generally bound to @kbd{C-x
4808 @menu
4809 * mark-whole-buffer overview::
4810 * Body of mark-whole-buffer::   Only three lines of code.
4811 @end menu
4814 @node mark-whole-buffer overview, Body of mark-whole-buffer, mark-whole-buffer, mark-whole-buffer
4815 @ifnottex
4816 @unnumberedsubsec An overview of @code{mark-whole-buffer}
4817 @end ifnottex
4819 @need 1250
4820 In GNU Emacs 20, the code for the complete function looks like this:
4822 @smallexample
4823 @group
4824 (defun mark-whole-buffer ()
4825   "Put point at beginning and mark at end of buffer."
4826   (interactive)
4827   (push-mark (point))
4828   (push-mark (point-max))
4829   (goto-char (point-min)))
4830 @end group
4831 @end smallexample
4833 @need 1250
4834 Like all other functions, the @code{mark-whole-buffer} function fits
4835 into the template for a function definition.  The template looks like
4836 this:
4838 @smallexample
4839 @group
4840 (defun @var{name-of-function} (@var{argument-list})
4841   "@var{documentation}@dots{}"
4842   (@var{interactive-expression}@dots{})
4843   @var{body}@dots{})
4844 @end group
4845 @end smallexample
4847 Here is how the function works: the name of the function is
4848 @code{mark-whole-buffer}; it is followed by an empty argument list,
4849 @samp{()}, which means that the function does not require arguments.
4850 The documentation comes next.
4852 The next line is an @code{(interactive)} expression that tells Emacs
4853 that the function will be used interactively.  These details are similar
4854 to the @code{simplified-beginning-of-buffer} function described in the
4855 previous section.
4857 @need 1250
4858 @node Body of mark-whole-buffer,  , mark-whole-buffer overview, mark-whole-buffer
4859 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4860 @subsection Body of @code{mark-whole-buffer}
4862 The body of the @code{mark-whole-buffer} function consists of three
4863 lines of code:
4865 @smallexample
4866 @group
4867 (push-mark (point))
4868 (push-mark (point-max))
4869 (goto-char (point-min))
4870 @end group
4871 @end smallexample
4873 The first of these lines is the expression, @code{(push-mark (point))}.
4875 This line does exactly the same job as the first line of the body of
4876 the @code{simplified-beginning-of-buffer} function, which is written
4877 @code{(push-mark)}.  In both cases, the Lisp interpreter sets a mark
4878 at the current position of the cursor.
4880 I don't know why the expression in @code{mark-whole-buffer} is written
4881 @code{(push-mark (point))} and the expression in
4882 @code{beginning-of-buffer} is written @code{(push-mark)}.  Perhaps
4883 whoever wrote the code did not know that the arguments for
4884 @code{push-mark} are optional and that if @code{push-mark} is not
4885 passed an argument, the function automatically sets mark at the
4886 location of point by default.  Or perhaps the expression was written
4887 so as to parallel the structure of the next line.  In any case, the
4888 line causes Emacs to determine the position of point and set a mark
4889 there.
4891 The next line of @code{mark-whole-buffer} is @code{(push-mark (point-max)}.
4892 This expression sets a mark at the point in the buffer
4893 that has the highest number.  This will be the end of the buffer (or,
4894 if the buffer is narrowed, the end of the accessible portion of the
4895 buffer.  @xref{Narrowing & Widening, , Narrowing and Widening}, for
4896 more about narrowing.)  After this mark has been set, the previous
4897 mark, the one set at point, is no longer set, but Emacs remembers its
4898 position, just as all other recent marks are always remembered.  This
4899 means that you can, if you wish, go back to that position by typing
4900 @kbd{C-u C-@key{SPC}} twice.
4902 (In GNU Emacs 21, the @code{(push-mark (point-max)} is slightly more
4903 complicated than shown here.  The line reads
4905 @smallexample
4906 (push-mark (point-max) nil t)
4907 @end smallexample
4909 @noindent
4910 (The expression works nearly the same as before.  It sets a mark at
4911 the highest numbered place in the buffer that it can.  However, in
4912 this version, @code{push-mark} has two additional arguments.  The
4913 second argument to @code{push-mark} is @code{nil}.  This tells the
4914 function it @emph{should} display a message that says `Mark set' when
4915 it pushes the mark.  The third argument is @code{t}.  This tells
4916 @code{push-mark} to activate the mark when Transient Mark mode is
4917 turned on.  Transient Mark mode highlights the currently active
4918 region.  It is usually turned off.)
4920 Finally, the last line of the function is @code{(goto-char
4921 (point-min)))}.  This is written exactly the same way as it is written
4922 in @code{beginning-of-buffer}.  The expression moves the cursor to
4923 the minimum point in the buffer, that is, to the beginning of the buffer
4924 (or to the beginning of the accessible portion of the buffer).  As a
4925 result of this, point is placed at the beginning of the buffer and mark
4926 is set at the end of the buffer.  The whole buffer is, therefore, the
4927 region.
4929 @node append-to-buffer, Buffer Related Review, mark-whole-buffer, Buffer Walk Through
4930 @comment  node-name,  next,  previous,  up
4931 @section The Definition of @code{append-to-buffer}
4932 @findex append-to-buffer
4934 The @code{append-to-buffer} command is very nearly as simple as the
4935 @code{mark-whole-buffer} command.  What it does is copy the region (that
4936 is, the part of the buffer between point and mark) from the current
4937 buffer to a specified buffer.
4939 @menu
4940 * append-to-buffer overview::
4941 * append interactive::          A two part interactive expression.
4942 * append-to-buffer body::       Incorporates a @code{let} expression.
4943 * append save-excursion::       How the @code{save-excursion} works.
4944 @end menu
4946 @node append-to-buffer overview, append interactive, append-to-buffer, append-to-buffer
4947 @ifnottex
4948 @unnumberedsubsec An Overview of @code{append-to-buffer}
4949 @end ifnottex
4951 @findex insert-buffer-substring
4952 The @code{append-to-buffer} command uses the
4953 @code{insert-buffer-substring} function to copy the region.
4954 @code{insert-buffer-substring} is described by its name: it takes a
4955 string of characters from part of a buffer, a ``substring'', and
4956 inserts them into another buffer.  Most of @code{append-to-buffer} is
4957 concerned with setting up the conditions for
4958 @code{insert-buffer-substring} to work: the code must specify both the
4959 buffer to which the text will go and the region that will be copied.
4960 Here is the complete text of the function:
4962 @smallexample
4963 @group
4964 (defun append-to-buffer (buffer start end)
4965   "Append to specified buffer the text of the region.
4966 It is inserted into that buffer before its point.
4967 @end group
4969 @group
4970 When calling from a program, give three arguments:
4971 a buffer or the name of one, and two character numbers
4972 specifying the portion of the current buffer to be copied."
4973   (interactive "BAppend to buffer:@: \nr")
4974   (let ((oldbuf (current-buffer)))
4975     (save-excursion
4976       (set-buffer (get-buffer-create buffer))
4977       (insert-buffer-substring oldbuf start end))))
4978 @end group
4979 @end smallexample
4981 The function can be understood by looking at it as a series of
4982 filled-in templates.
4984 The outermost template is for the function definition.  In this
4985 function, it looks like this (with several slots filled in):
4987 @smallexample
4988 @group
4989 (defun append-to-buffer (buffer start end)
4990   "@var{documentation}@dots{}"
4991   (interactive "BAppend to buffer:@: \nr")
4992   @var{body}@dots{})
4993 @end group
4994 @end smallexample
4996 The first line of the function includes its name and three arguments.
4997 The arguments are the @code{buffer} to which the text will be copied, and
4998 the @code{start} and @code{end} of the region in the current buffer that
4999 will be copied.
5001 The next part of the function is the documentation, which is clear and
5002 complete.
5004 @node append interactive, append-to-buffer body, append-to-buffer overview, append-to-buffer
5005 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5006 @subsection The @code{append-to-buffer} Interactive Expression
5008 Since the @code{append-to-buffer} function will be used interactively,
5009 the function must have an @code{interactive} expression.  (For a
5010 review of @code{interactive}, see @ref{Interactive, , Making a
5011 Function Interactive}.)  The expression reads as follows:
5013 @smallexample
5014 (interactive "BAppend to buffer:@: \nr")
5015 @end smallexample
5017 @noindent
5018 This expression has an argument inside of quotation marks and that
5019 argument has two parts, separated by @samp{\n}.
5021 The first part is @samp{BAppend to buffer:@: }.  Here, the @samp{B}
5022 tells Emacs to ask for the name of the buffer that will be passed to the
5023 function.  Emacs will ask for the name by prompting the user in the
5024 minibuffer, using the string following the @samp{B}, which is the string
5025 @samp{Append to buffer:@: }.  Emacs then binds the variable @code{buffer}
5026 in the function's argument list to the specified buffer.
5028 The newline, @samp{\n}, separates the first part of the argument from
5029 the second part.  It is followed by an @samp{r} that tells Emacs to bind
5030 the two arguments that follow the symbol @code{buffer} in the function's
5031 argument list (that is, @code{start} and @code{end}) to the values of
5032 point and mark.
5034 @node append-to-buffer body, append save-excursion, append interactive, append-to-buffer
5035 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5036 @subsection The Body of @code{append-to-buffer}
5038 The body of the @code{append-to-buffer} function begins with @code{let}.
5040 As we have seen before (@pxref{let, , @code{let}}), the purpose of a
5041 @code{let} expression is to create and give initial values to one or
5042 more variables that will only be used within the body of the
5043 @code{let}.  This means that such a variable will not be confused with
5044 any variable of the same name outside the @code{let} expression.
5046 We can see how the @code{let} expression fits into the function as a
5047 whole by showing a template for @code{append-to-buffer} with the
5048 @code{let} expression in outline:
5050 @smallexample
5051 @group
5052 (defun append-to-buffer (buffer start end)
5053   "@var{documentation}@dots{}"
5054   (interactive "BAppend to buffer:@: \nr")
5055   (let ((@var{variable} @var{value}))
5056         @var{body}@dots{})
5057 @end group
5058 @end smallexample
5060 The @code{let} expression has three elements:
5062 @enumerate
5063 @item
5064 The symbol @code{let};
5066 @item
5067 A varlist containing, in this case, a single two-element list,
5068 @code{(@var{variable} @var{value})};
5070 @item
5071 The body of the @code{let} expression.
5072 @end enumerate
5074 @need 800
5075 In the @code{append-to-buffer} function, the varlist looks like this:
5077 @smallexample
5078 (oldbuf (current-buffer))
5079 @end smallexample
5081 @noindent
5082 In this part of the @code{let} expression, the one variable,
5083 @code{oldbuf}, is bound to the value returned by the
5084 @code{(current-buffer)} expression.  The variable, @code{oldbuf}, is
5085 used to keep track of the buffer in which you are working and from
5086 which you will copy.
5088 The element or elements of a varlist are surrounded by a set of
5089 parentheses so the Lisp interpreter can distinguish the varlist from
5090 the body of the @code{let}.  As a consequence, the two-element list
5091 within the varlist is surrounded by a circumscribing set of parentheses.
5092 The line looks like this:
5094 @smallexample
5095 @group
5096 (let ((oldbuf (current-buffer)))
5097   @dots{} )
5098 @end group
5099 @end smallexample
5101 @noindent
5102 The two parentheses before @code{oldbuf} might surprise you if you did
5103 not realize that the first parenthesis before @code{oldbuf} marks the
5104 boundary of the varlist and the second parenthesis marks the beginning
5105 of the two-element list, @code{(oldbuf (current-buffer))}.
5107 @node append save-excursion,  , append-to-buffer body, append-to-buffer
5108 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5109 @subsection @code{save-excursion} in @code{append-to-buffer}
5111 The body of the @code{let} expression in @code{append-to-buffer}
5112 consists of a @code{save-excursion} expression.
5114 The @code{save-excursion} function saves the locations of point and
5115 mark, and restores them to those positions after the expressions in the
5116 body of the @code{save-excursion} complete execution.  In addition,
5117 @code{save-excursion} keeps track of the original buffer, and
5118 restores it.  This is how @code{save-excursion} is used in
5119 @code{append-to-buffer}.
5121 @need 1500
5122 @cindex Indentation for formatting
5123 @cindex Formatting convention
5124 Incidentally, it is worth noting here that a Lisp function is normally
5125 formatted so that everything that is enclosed in a multi-line spread is
5126 indented more to the right than the first symbol.  In this function
5127 definition, the @code{let} is indented more than the @code{defun}, and
5128 the @code{save-excursion} is indented more than the @code{let}, like
5129 this:
5131 @smallexample
5132 @group
5133 (defun @dots{}
5134   @dots{}
5135   @dots{}
5136   (let@dots{}
5137     (save-excursion
5138       @dots{}
5139 @end group
5140 @end smallexample
5142 @need 1500
5143 @noindent
5144 This formatting convention makes it easy to see that the two lines in
5145 the body of the @code{save-excursion} are enclosed by the parentheses
5146 associated with @code{save-excursion}, just as the
5147 @code{save-excursion} itself is enclosed by the parentheses associated
5148 with the @code{let}:
5150 @smallexample
5151 @group
5152 (let ((oldbuf (current-buffer)))
5153   (save-excursion
5154     (set-buffer (get-buffer-create buffer))
5155     (insert-buffer-substring oldbuf start end))))
5156 @end group
5157 @end smallexample
5159 @need 1200
5160 The use of the @code{save-excursion} function can be viewed as a process
5161 of filling in the slots of a template:
5163 @smallexample
5164 @group
5165 (save-excursion
5166   @var{first-expression-in-body}
5167   @var{second-expression-in-body}
5168    @dots{}
5169   @var{last-expression-in-body})
5170 @end group
5171 @end smallexample
5173 @need 1200
5174 @noindent
5175 In this function, the body of the @code{save-excursion} contains only
5176 two expressions.  The body looks like this:
5178 @smallexample
5179 @group
5180 (set-buffer (get-buffer-create buffer))
5181 (insert-buffer-substring oldbuf start end)
5182 @end group
5183 @end smallexample
5185 When the @code{append-to-buffer} function is evaluated, the two
5186 expressions in the body of the @code{save-excursion} are evaluated in
5187 sequence.  The value of the last expression is returned as the value of
5188 the @code{save-excursion} function; the other expression is evaluated
5189 only for its side effects.
5191 The first line in the body of the @code{save-excursion} uses the
5192 @code{set-buffer} function to change the current buffer to the one
5193 specified in the first argument to @code{append-to-buffer}.  (Changing
5194 the buffer is the side effect; as we have said before, in Lisp, a side
5195 effect is often the primary thing we want.)  The second line does the
5196 primary work of the function.
5198 The @code{set-buffer} function changes Emacs' attention to the buffer to
5199 which the text will be copied and from which @code{save-excursion} will
5200 return.
5202 @need 800
5203 The line looks like this:
5205 @smallexample
5206 (set-buffer (get-buffer-create buffer))
5207 @end smallexample
5209 The innermost expression of this list is @code{(get-buffer-create
5210 buffer)}.  This expression uses the @code{get-buffer-create} function,
5211 which either gets the named buffer, or if it does not exist, creates one
5212 with the given name.  This means you can use @code{append-to-buffer} to
5213 put text into a buffer that did not previously exist.
5215 @code{get-buffer-create} also keeps @code{set-buffer} from getting an
5216 unnecessary error: @code{set-buffer} needs a buffer to go to; if you
5217 were to specify a buffer that does not exist, Emacs would baulk.
5218 Since @code{get-buffer-create} will create a buffer if none exists,
5219 @code{set-buffer} is always provided with a buffer.
5221 @need 1250
5222 The last line of @code{append-to-buffer} does the work of appending
5223 the text:
5225 @smallexample
5226 (insert-buffer-substring oldbuf start end)
5227 @end smallexample
5229 @noindent
5230 The @code{insert-buffer-substring} function copies a string @emph{from}
5231 the buffer specified as its first argument and inserts the string into
5232 the present buffer.  In this case, the argument to
5233 @code{insert-buffer-substring} is the value of the variable created and
5234 bound by the @code{let}, namely the value of @code{oldbuf}, which was
5235 the current buffer when you gave the @code{append-to-buffer} command.
5237 After @code{insert-buffer-substring} has done its work,
5238 @code{save-excursion} will restore the action to the original buffer and
5239 @code{append-to-buffer} will have done its job.
5241 @need 800
5242 Written in skeletal form, the workings of the body look like this:
5244 @smallexample
5245 @group
5246 (let (@var{bind-}@code{oldbuf}@var{-to-value-of-}@code{current-buffer})
5247   (save-excursion                       ; @r{Keep track of buffer.}
5248     @var{change-buffer}
5249     @var{insert-substring-from-}@code{oldbuf}@var{-into-buffer})
5251   @var{change-back-to-original-buffer-when-finished}
5252 @var{let-the-local-meaning-of-}@code{oldbuf}@var{-disappear-when-finished}
5254 @end group
5255 @end smallexample
5257 In summary, @code{append-to-buffer} works as follows: it saves the value
5258 of the current buffer in the variable called @code{oldbuf}.  It gets the
5259 new buffer, creating one if need be, and switches Emacs to it.  Using
5260 the value of @code{oldbuf}, it inserts the region of text from the old
5261 buffer into the new buffer; and then using @code{save-excursion}, it
5262 brings you back to your original buffer.
5264 In looking at @code{append-to-buffer}, you have explored a fairly
5265 complex function.  It shows how to use @code{let} and
5266 @code{save-excursion}, and how to change to and come back from another
5267 buffer.  Many function definitions use @code{let},
5268 @code{save-excursion}, and @code{set-buffer} this way.
5270 @node Buffer Related Review, Buffer Exercises, append-to-buffer, Buffer Walk Through
5271 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5272 @section Review
5274 Here is a brief summary of the various functions discussed in this chapter.
5276 @table @code
5277 @item describe-function
5278 @itemx describe-variable
5279 Print the documentation for a function or variable.
5280 Conventionally bound to @kbd{C-h f} and @kbd{C-h v}.
5282 @item find-tag
5283 Find the file containing the source for a function or variable and
5284 switch buffers to it, positioning point at the beginning of the item.
5285 Conventionally bound to @kbd{M-.} (that's a period following the
5286 @key{META} key).
5288 @item save-excursion
5289 Save the location of point and mark and restore their values after the
5290 arguments to @code{save-excursion} have been evaluated.  Also, remember
5291 the current buffer and return to it.
5293 @item push-mark
5294 Set mark at a location and record the value of the previous mark on the
5295 mark ring.  The mark is a location in the buffer that will keep its
5296 relative position even if text is added to or removed from the buffer.
5298 @item goto-char
5299 Set point to the location specified by the value of the argument, which
5300 can be a number, a marker,  or an expression that returns the number of
5301 a position, such as @code{(point-min)}.
5303 @item insert-buffer-substring
5304 Copy a region of text from a buffer that is passed to the function as
5305 an argument and insert the region into the current buffer.
5307 @item mark-whole-buffer
5308 Mark the whole buffer as a region.  Normally bound to @kbd{C-x h}.
5310 @item set-buffer
5311 Switch the attention of Emacs to another buffer, but do not change the
5312 window being displayed.  Used when the program rather than a human is
5313 to work on a different buffer.
5315 @item get-buffer-create
5316 @itemx get-buffer
5317 Find a named buffer or create one if a buffer of that name does not
5318 exist.  The @code{get-buffer} function returns @code{nil} if the named
5319 buffer does not exist.
5320 @end table
5322 @need 1500
5323 @node Buffer Exercises,  , Buffer Related Review, Buffer Walk Through
5324 @section Exercises
5326 @itemize @bullet
5327 @item
5328 Write your own @code{simplified-end-of-buffer} function definition;
5329 then test it to see whether it works.
5331 @item
5332 Use @code{if} and @code{get-buffer} to write a function that prints a
5333 message telling you whether a buffer exists.
5335 @item
5336 Using @code{find-tag}, find the source for the @code{copy-to-buffer}
5337 function.
5338 @end itemize
5340 @node More Complex, Narrowing & Widening, Buffer Walk Through, Top
5341 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5342 @chapter A Few More Complex Functions
5344 In this chapter, we build on what we have learned in previous chapters
5345 by looking at more complex functions.  The @code{copy-to-buffer}
5346 function illustrates use of two @code{save-excursion} expressions in
5347 one definition, while the @code{insert-buffer} function illustrates
5348 use of an asterisk in an @code{interactive} expression, use of
5349 @code{or}, and the important distinction between a name and the object
5350 to which the name refers.
5352 @menu
5353 * copy-to-buffer::              With @code{set-buffer}, @code{get-buffer-create}.
5354 * insert-buffer::               Read-only, and with @code{or}.
5355 * beginning-of-buffer::         Shows @code{goto-char},
5356                                 @code{point-min}, and @code{push-mark}.
5357 * Second Buffer Related Review::
5358 * optional Exercise::
5359 @end menu
5361 @node copy-to-buffer, insert-buffer, More Complex, More Complex
5362 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5363 @section The Definition of @code{copy-to-buffer}
5364 @findex copy-to-buffer
5366 After understanding how @code{append-to-buffer} works, it is easy to
5367 understand @code{copy-to-buffer}.  This function copies text into a
5368 buffer, but instead of adding to the second buffer, it replaces the
5369 previous text in the second buffer.  The code for the
5370 @code{copy-to-buffer} function is almost the same as the code for
5371 @code{append-to-buffer}, except that @code{erase-buffer} and a second
5372 @code{save-excursion} are used.  (@xref{append-to-buffer, , The
5373 Definition of @code{append-to-buffer}}, for the description of
5374 @code{append-to-buffer}.)
5376 @need 800
5377 The body of @code{copy-to-buffer} looks like this
5379 @smallexample
5380 @group
5381 @dots{}
5382 (interactive "BCopy to buffer:@: \nr")
5383   (let ((oldbuf (current-buffer)))
5384     (save-excursion
5385       (set-buffer (get-buffer-create buffer))
5386       (erase-buffer)
5387       (save-excursion
5388         (insert-buffer-substring oldbuf start end)))))
5389 @end group
5390 @end smallexample
5392 This code is similar to the code in @code{append-to-buffer}: it is
5393 only after changing to the buffer to which the text will be copied
5394 that the definition for this function diverges from the definition for
5395 @code{append-to-buffer}: the @code{copy-to-buffer} function erases the
5396 buffer's former contents.  (This is what is meant by `replacement'; to
5397 replace text, Emacs erases the previous text and then inserts new
5398 text.)  After erasing the previous contents of the buffer,
5399 @code{save-excursion} is used for a second time and the new text is
5400 inserted.
5402 Why is @code{save-excursion} used twice?  Consider again what the
5403 function does.
5405 @need 1250
5406 In outline, the body of @code{copy-to-buffer} looks like this:
5408 @smallexample
5409 @group
5410 (let (@var{bind-}@code{oldbuf}@var{-to-value-of-}@code{current-buffer})
5411   (save-excursion         ; @r{First use of @code{save-excursion}.}
5412     @var{change-buffer}
5413       (erase-buffer)
5414       (save-excursion     ; @r{Second use of @code{save-excursion}.}
5415         @var{insert-substring-from-}@code{oldbuf}@var{-into-buffer})))
5416 @end group
5417 @end smallexample
5419 The first use of @code{save-excursion} returns Emacs to the buffer from
5420 which the text is being copied.  That is clear, and is just like its use
5421 in @code{append-to-buffer}.  Why the second use?  The reason is that
5422 @code{insert-buffer-substring} always leaves point at the @emph{end} of
5423 the region being inserted.  The second @code{save-excursion} causes
5424 Emacs to leave point at the beginning of the text being inserted.  In
5425 most circumstances, users prefer to find point at the beginning of
5426 inserted text.  (Of course, the @code{copy-to-buffer} function returns
5427 the user to the original buffer when done---but if the user @emph{then}
5428 switches to the copied-to buffer, point will go to the beginning of the
5429 text.  Thus, this use of a second @code{save-excursion} is a little
5430 nicety.)
5432 @node insert-buffer, beginning-of-buffer, copy-to-buffer, More Complex
5433 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5434 @section The Definition of @code{insert-buffer}
5435 @findex insert-buffer
5437 @code{insert-buffer} is yet another buffer-related function.  This
5438 command copies another buffer @emph{into} the current buffer.  It is the
5439 reverse of @code{append-to-buffer} or @code{copy-to-buffer}, since they
5440 copy a region of text @emph{from} the current buffer to another buffer.
5442 Here is a discussion based on the original code.  The code was
5443 simplified in 2003 and is harder to understand.
5445 In addition, this code illustrates the use of @code{interactive} with a
5446 buffer that might be @dfn{read-only} and the important distinction
5447 between the name of an object and the object actually referred to.
5449 @menu
5450 * insert-buffer code::
5451 * insert-buffer interactive::   When you can read, but not write.
5452 * insert-buffer body::          The body has an @code{or} and a @code{let}.
5453 * if & or::                     Using an @code{if} instead of an @code{or}.
5454 * Insert or::                   How the @code{or} expression works.
5455 * Insert let::                  Two @code{save-excursion} expressions.
5456 @end menu
5458 @node insert-buffer code, insert-buffer interactive, insert-buffer, insert-buffer
5459 @ifnottex
5460 @unnumberedsubsec The Code for @code{insert-buffer}
5461 @end ifnottex
5463 @need 800
5464 Here is the code:
5466 @smallexample
5467 @group
5468 (defun insert-buffer (buffer)
5469   "Insert after point the contents of BUFFER.
5470 Puts mark after the inserted text.
5471 BUFFER may be a buffer or a buffer name."
5472   (interactive "*bInsert buffer:@: ")
5473 @end group
5474 @group
5475   (or (bufferp buffer)
5476       (setq buffer (get-buffer buffer)))
5477   (let (start end newmark)
5478     (save-excursion
5479       (save-excursion
5480         (set-buffer buffer)
5481         (setq start (point-min) end (point-max)))
5482 @end group
5483 @group
5484       (insert-buffer-substring buffer start end)
5485       (setq newmark (point)))
5486     (push-mark newmark)))
5487 @end group
5488 @end smallexample
5490 @need 1200
5491 As with other function definitions, you can use a template to see an
5492 outline of the function:
5494 @smallexample
5495 @group
5496 (defun insert-buffer (buffer)
5497   "@var{documentation}@dots{}"
5498   (interactive "*bInsert buffer:@: ")
5499   @var{body}@dots{})
5500 @end group
5501 @end smallexample
5503 @node insert-buffer interactive, insert-buffer body, insert-buffer code, insert-buffer
5504 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5505 @subsection The Interactive Expression in @code{insert-buffer}
5506 @findex interactive, @r{example use of}
5508 In @code{insert-buffer}, the argument to the @code{interactive}
5509 declaration has two parts, an asterisk, @samp{*}, and @samp{bInsert
5510 buffer:@: }.
5512 @menu
5513 * Read-only buffer::            When a buffer cannot be modified.
5514 * b for interactive::           An existing buffer or else its name.
5515 @end menu
5517 @node Read-only buffer, b for interactive, insert-buffer interactive, insert-buffer interactive
5518 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5519 @unnumberedsubsubsec A Read-only Buffer
5520 @cindex Read-only buffer
5521 @cindex Asterisk for read-only buffer
5522 @findex * @r{for read-only buffer}
5524 The asterisk is for the situation when the current buffer is a
5525 read-only buffer---a buffer that cannot be modified.  If
5526 @code{insert-buffer} is called when the current buffer is read-only, a
5527 message to this effect is printed in the echo area and the terminal
5528 may beep or blink at you; you will not be permitted to insert anything
5529 into current buffer.  The asterisk does not need to be followed by a
5530 newline to separate it from the next argument.
5532 @node b for interactive,  , Read-only buffer, insert-buffer interactive
5533 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5534 @unnumberedsubsubsec @samp{b} in an Interactive Expression
5536 The next argument in the interactive expression starts with a lower
5537 case @samp{b}.  (This is different from the code for
5538 @code{append-to-buffer}, which uses an upper-case @samp{B}.
5539 @xref{append-to-buffer, , The Definition of @code{append-to-buffer}}.)
5540 The lower-case @samp{b} tells the Lisp interpreter that the argument
5541 for @code{insert-buffer} should be an existing buffer or else its
5542 name.  (The upper-case @samp{B} option provides for the possibility
5543 that the buffer does not exist.)  Emacs will prompt you for the name
5544 of the buffer, offering you a default buffer, with name completion
5545 enabled.  If the buffer does not exist, you receive a message that
5546 says ``No match''; your terminal may beep at you as well.
5548 @node insert-buffer body, if & or, insert-buffer interactive, insert-buffer
5549 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5550 @subsection The Body of the @code{insert-buffer} Function
5552 The body of the @code{insert-buffer} function has two major parts: an
5553 @code{or} expression and a @code{let} expression.  The purpose of the
5554 @code{or} expression is to ensure that the argument @code{buffer} is
5555 bound to a buffer and not just the name of a buffer.  The body of the
5556 @code{let} expression contains the code which copies the other buffer
5557 into the current buffer.
5559 @need 1250
5560 In outline, the two expressions fit into the @code{insert-buffer}
5561 function like this:
5563 @smallexample
5564 @group
5565 (defun insert-buffer (buffer)
5566   "@var{documentation}@dots{}"
5567   (interactive "*bInsert buffer:@: ")
5568   (or @dots{}
5569       @dots{}
5570 @end group
5571 @group
5572   (let (@var{varlist})
5573       @var{body-of-}@code{let}@dots{} )
5574 @end group
5575 @end smallexample
5577 To understand how the @code{or} expression ensures that the argument
5578 @code{buffer} is bound to a buffer and not to the name of a buffer, it
5579 is first necessary to understand the @code{or} function.
5581 Before doing this, let me rewrite this part of the function using
5582 @code{if} so that you can see what is done in a manner that will be familiar.
5584 @node if & or, Insert or, insert-buffer body, insert-buffer
5585 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5586 @subsection @code{insert-buffer} With an @code{if} Instead of an @code{or}
5588 The job to be done is to make sure the value of @code{buffer} is a
5589 buffer itself and not the name of a buffer.  If the value is the name,
5590 then the buffer itself must be got.
5592 You can imagine yourself at a conference where an usher is wandering
5593 around holding a list with your name on it and looking for you: the
5594 usher is ``bound'' to your name, not to you; but when the usher finds
5595 you and takes your arm, the usher becomes ``bound'' to you.
5597 @need 800
5598 In Lisp, you might describe this situation like this:
5600 @smallexample
5601 @group
5602 (if (not (holding-on-to-guest))
5603     (find-and-take-arm-of-guest))
5604 @end group
5605 @end smallexample
5607 We want to do the same thing with a buffer---if we do not have the
5608 buffer itself, we want to get it.
5610 @need 1200
5611 Using a predicate called @code{bufferp} that tells us whether we have a
5612 buffer (rather than its name), we can write the code like this:
5614 @smallexample
5615 @group
5616 (if (not (bufferp buffer))              ; @r{if-part}
5617     (setq buffer (get-buffer buffer)))  ; @r{then-part}
5618 @end group
5619 @end smallexample
5621 @noindent
5622 Here, the true-or-false-test of the @code{if} expression is
5623 @w{@code{(not (bufferp buffer))}}; and the then-part is the expression
5624 @w{@code{(setq buffer (get-buffer buffer))}}.
5626 In the test, the function @code{bufferp} returns true if its argument is
5627 a buffer---but false if its argument is the name of the buffer.  (The
5628 last character of the function name @code{bufferp} is the character
5629 @samp{p}; as we saw earlier, such use of @samp{p} is a convention that
5630 indicates that the function is a predicate, which is a term that means
5631 that the function will determine whether some property is true or false.
5632 @xref{Wrong Type of Argument, , Using the Wrong Type Object as an
5633 Argument}.)
5635 @need 1200
5636 The function @code{not} precedes the expression @code{(bufferp buffer)},
5637 so the true-or-false-test looks like this:
5639 @smallexample
5640 (not (bufferp buffer))
5641 @end smallexample
5643 @noindent
5644 @code{not} is a function that returns true if its argument is false
5645 and false if its argument is true.  So if @code{(bufferp buffer)}
5646 returns true, the @code{not} expression returns false and vice-versa:
5647 what is ``not true'' is false and what is ``not false'' is true.
5649 Using this test, the @code{if} expression works as follows: when the
5650 value of the variable @code{buffer} is actually a buffer rather than
5651 its name, the true-or-false-test returns false and the @code{if}
5652 expression does not evaluate the then-part.  This is fine, since we do
5653 not need to do anything to the variable @code{buffer} if it really is
5654 a buffer.
5656 On the other hand, when the value of @code{buffer} is not a buffer
5657 itself, but the name of a buffer, the true-or-false-test returns true
5658 and the then-part of the expression is evaluated.  In this case, the
5659 then-part is @code{(setq buffer (get-buffer buffer))}.  This
5660 expression uses the @code{get-buffer} function to return an actual
5661 buffer itself, given its name.  The @code{setq} then sets the variable
5662 @code{buffer} to the value of the buffer itself, replacing its previous
5663 value (which was the name of the buffer).
5665 @node Insert or, Insert let, if & or, insert-buffer
5666 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5667 @subsection The @code{or} in the Body
5669 The purpose of the @code{or} expression in the @code{insert-buffer}
5670 function is to ensure that the argument @code{buffer} is bound to a
5671 buffer and not just to the name of a buffer.  The previous section shows
5672 how the job could have been done using an @code{if} expression.
5673 However, the @code{insert-buffer} function actually uses @code{or}.
5674 To understand this, it is necessary to understand how @code{or} works.
5676 @findex or
5677 An @code{or} function can have any number of arguments.  It evaluates
5678 each argument in turn and returns the value of the first of its
5679 arguments that is not @code{nil}.  Also, and this is a crucial feature
5680 of @code{or}, it does not evaluate any subsequent arguments after
5681 returning the first non-@code{nil} value.
5683 @need 800
5684 The @code{or} expression looks like this:
5686 @smallexample
5687 @group
5688 (or (bufferp buffer)
5689     (setq buffer (get-buffer buffer)))
5690 @end group
5691 @end smallexample
5693 @noindent
5694 The first argument to @code{or} is the expression @code{(bufferp buffer)}.
5695 This expression returns true (a non-@code{nil} value) if the buffer is
5696 actually a buffer, and not just the name of a buffer.  In the @code{or}
5697 expression, if this is the case, the @code{or} expression returns this
5698 true value and does not evaluate the next expression---and this is fine
5699 with us, since we do not want to do anything to the value of
5700 @code{buffer} if it really is a buffer.
5702 On the other hand, if the value of @code{(bufferp buffer)} is @code{nil},
5703 which it will be if the value of @code{buffer} is the name of a buffer,
5704 the Lisp interpreter evaluates the next element of the @code{or}
5705 expression.  This is the expression @code{(setq buffer (get-buffer
5706 buffer))}.  This expression returns a non-@code{nil} value, which
5707 is the value to which it sets the variable @code{buffer}---and this
5708 value is a buffer itself, not the name of a buffer.
5710 The result of all this is that the symbol @code{buffer} is always
5711 bound to a buffer itself rather than to the name of a buffer.  All
5712 this is necessary because the @code{set-buffer} function in a
5713 following line only works with a buffer itself, not with the name to a
5714 buffer.
5716 @need 1250
5717 Incidentally, using @code{or}, the situation with the usher would be
5718 written like this:
5720 @smallexample
5721 (or (holding-on-to-guest) (find-and-take-arm-of-guest))
5722 @end smallexample
5724 @node Insert let,  , Insert or, insert-buffer
5725 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5726 @subsection The @code{let} Expression in @code{insert-buffer}
5728 After ensuring that the variable @code{buffer} refers to a buffer itself
5729 and not just to the name of a buffer, the @code{insert-buffer function}
5730 continues with a @code{let} expression.  This specifies three local
5731 variables, @code{start}, @code{end}, and @code{newmark} and binds them
5732 to the initial value @code{nil}.  These variables are used inside the
5733 remainder of the @code{let} and temporarily hide any other occurrence of
5734 variables of the same name in Emacs until the end of the @code{let}.
5736 @need 1200
5737 The body of the @code{let} contains two @code{save-excursion}
5738 expressions.  First, we will look at the inner @code{save-excursion}
5739 expression in detail.  The expression looks like this:
5741 @smallexample
5742 @group
5743 (save-excursion
5744   (set-buffer buffer)
5745   (setq start (point-min) end (point-max)))
5746 @end group
5747 @end smallexample
5749 @noindent
5750 The expression @code{(set-buffer buffer)} changes Emacs' attention
5751 from the current buffer to the one from which the text will copied.
5752 In that buffer, the variables @code{start} and @code{end} are set to
5753 the beginning and end of the buffer, using the commands
5754 @code{point-min} and @code{point-max}.  Note that we have here an
5755 illustration of how @code{setq} is able to set two variables in the
5756 same expression.  The first argument of @code{setq} is set to the
5757 value of its second, and its third argument is set to the value of its
5758 fourth.
5760 After the body of the inner @code{save-excursion} is evaluated, the
5761 @code{save-excursion} restores the original buffer, but @code{start} and
5762 @code{end} remain set to the values of the beginning and end of the
5763 buffer from which the text will be copied.
5765 @need 1250
5766 The outer @code{save-excursion} expression looks like this:
5768 @smallexample
5769 @group
5770 (save-excursion
5771   (@var{inner-}@code{save-excursion}@var{-expression}
5772      (@var{go-to-new-buffer-and-set-}@code{start}@var{-and-}@code{end})
5773   (insert-buffer-substring buffer start end)
5774   (setq newmark (point)))
5775 @end group
5776 @end smallexample
5778 @noindent
5779 The @code{insert-buffer-substring} function copies the text
5780 @emph{into} the current buffer @emph{from} the region indicated by
5781 @code{start} and @code{end} in @code{buffer}.  Since the whole of the
5782 second buffer lies between @code{start} and @code{end}, the whole of
5783 the second buffer is copied into the buffer you are editing.  Next,
5784 the value of point, which will be at the end of the inserted text, is
5785 recorded in the variable @code{newmark}.
5787 After the body of the outer @code{save-excursion} is evaluated, point
5788 and mark are relocated to their original places.
5790 However, it is convenient to locate a mark at the end of the newly
5791 inserted text and locate point at its beginning.  The @code{newmark}
5792 variable records the end of the inserted text.  In the last line of
5793 the @code{let} expression, the @code{(push-mark newmark)} expression
5794 function sets a mark to this location.  (The previous location of the
5795 mark is still accessible; it is recorded on the mark ring and you can
5796 go back to it with @kbd{C-u C-@key{SPC}}.)  Meanwhile, point is
5797 located at the beginning of the inserted text, which is where it was
5798 before you called the insert function, the position of which was saved
5799 by the first @code{save-excursion}.
5801 @need 1250
5802 The whole @code{let} expression looks like this:
5804 @smallexample
5805 @group
5806 (let (start end newmark)
5807   (save-excursion
5808     (save-excursion
5809       (set-buffer buffer)
5810       (setq start (point-min) end (point-max)))
5811     (insert-buffer-substring buffer start end)
5812     (setq newmark (point)))
5813   (push-mark newmark))
5814 @end group
5815 @end smallexample
5817 Like the @code{append-to-buffer} function, the @code{insert-buffer}
5818 function uses @code{let}, @code{save-excursion}, and
5819 @code{set-buffer}.  In addition, the function illustrates one way to
5820 use @code{or}.  All these functions are building blocks that we will
5821 find and use again and again.
5823 @node beginning-of-buffer, Second Buffer Related Review, insert-buffer, More Complex
5824 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5825 @section Complete Definition of @code{beginning-of-buffer}
5826 @findex beginning-of-buffer
5828 The basic structure of the @code{beginning-of-buffer} function has
5829 already been discussed.  (@xref{simplified-beginning-of-buffer, , A
5830 Simplified @code{beginning-of-buffer} Definition}.)
5831 This section describes the complex part of the definition.
5833 As previously described, when invoked without an argument,
5834 @code{beginning-of-buffer} moves the cursor to the beginning of the
5835 buffer, leaving the mark at the previous position.  However, when the
5836 command is invoked with a number between one and ten, the function
5837 considers that number to be a fraction of the length of the buffer,
5838 measured in tenths, and Emacs moves the cursor that fraction of the way
5839 from the beginning of the buffer.  Thus, you can either call this
5840 function with the key command @kbd{M-<}, which will move the cursor to
5841 the beginning of the buffer, or with a key command such as @kbd{C-u 7
5842 M-<} which will move the cursor to a point 70% of the way through the
5843 buffer.  If a number bigger than ten is used for the argument, it moves
5844 to the end of the buffer.
5846 The @code{beginning-of-buffer} function can be called with or without an
5847 argument.  The use of the argument is optional.
5849 @menu
5850 * Optional Arguments::
5851 * beginning-of-buffer opt arg::  Example with optional argument.
5852 * beginning-of-buffer complete::
5853 @end menu
5855 @node Optional Arguments, beginning-of-buffer opt arg, beginning-of-buffer, beginning-of-buffer
5856 @subsection Optional Arguments
5858 Unless told otherwise, Lisp expects that a function with an argument in
5859 its function definition will be called with a value for that argument.
5860 If that does not happen, you get an error and a message that says
5861 @samp{Wrong number of arguments}.
5863 @cindex Optional arguments
5864 @cindex Keyword
5865 @findex optional
5866 However, optional arguments are a feature of Lisp: a @dfn{keyword} may
5867 be used to tell the Lisp interpreter that an argument is optional.
5868 The keyword is @code{&optional}.  (The @samp{&} in front of
5869 @samp{optional} is part of the keyword.)  In a function definition, if
5870 an argument follows the keyword @code{&optional}, a value does not
5871 need to be passed to that argument when the function is called.
5873 @need 1200
5874 The first line of the function definition of @code{beginning-of-buffer}
5875 therefore looks like this:
5877 @smallexample
5878 (defun beginning-of-buffer (&optional arg)
5879 @end smallexample
5881 @need 1250
5882 In outline, the whole function looks like this:
5884 @smallexample
5885 @group
5886 (defun beginning-of-buffer (&optional arg)
5887   "@var{documentation}@dots{}"
5888   (interactive "P")
5889   (push-mark)
5890   (goto-char
5891     (@var{if-there-is-an-argument}
5892         @var{figure-out-where-to-go}
5893       @var{else-go-to}
5894       (point-min))))
5895 @end group
5896 @end smallexample
5898 The function is similar to the @code{simplified-beginning-of-buffer}
5899 function except that the @code{interactive} expression has @code{"P"}
5900 as an argument and the @code{goto-char} function is followed by an
5901 if-then-else expression that figures out where to put the cursor if
5902 there is an argument.
5904 The @code{"P"} in the @code{interactive} expression tells Emacs to pass
5905 a prefix argument, if there is one, to the function.  A prefix argument
5906 is made by typing the @key{META} key followed by a number, or by typing
5907 @kbd{C-u} and then a number (if you don't type a number, @kbd{C-u}
5908 defaults to 4).
5910 The true-or-false-test of the @code{if} expression is simple: it is
5911 simply the argument @code{arg}.  If @code{arg} has a value that is not
5912 @code{nil}, which will be the case if @code{beginning-of-buffer} is
5913 called with an argument, then this true-or-false-test will return true
5914 and the then-part of the @code{if} expression will be evaluated.  On the
5915 other hand, if @code{beginning-of-buffer} is not called with an
5916 argument, the value of @code{arg} will be @code{nil} and the else-part
5917 of the @code{if} expression will be evaluated.  The else-part is simply
5918 @code{point-min}, and when this is the outcome, the whole
5919 @code{goto-char} expression is @code{(goto-char (point-min))}, which is
5920 how we saw the @code{beginning-of-buffer} function in its simplified
5921 form.
5923 @node beginning-of-buffer opt arg, beginning-of-buffer complete, Optional Arguments, beginning-of-buffer
5924 @subsection @code{beginning-of-buffer} with an Argument
5926 When @code{beginning-of-buffer} is called with an argument, an
5927 expression is evaluated which calculates what value to pass to
5928 @code{goto-char}.  This expression is rather complicated at first sight.
5929 It includes an inner @code{if} expression and much arithmetic.  It looks
5930 like this:
5932 @smallexample
5933 @group
5934 (if (> (buffer-size) 10000)
5935     ;; @r{Avoid overflow for large buffer sizes!}
5936     (* (prefix-numeric-value arg) (/ (buffer-size) 10))
5937   (/
5938    (+ 10
5939       (*
5940        (buffer-size) (prefix-numeric-value arg))) 10))
5941 @end group
5942 @end smallexample
5944 @menu
5945 * Disentangle beginning-of-buffer::
5946 * Large buffer case::
5947 * Small buffer case::
5948 @end menu
5950 @node Disentangle beginning-of-buffer, Large buffer case, beginning-of-buffer opt arg, beginning-of-buffer opt arg
5951 @ifnottex
5952 @unnumberedsubsubsec Disentangle @code{beginning-of-buffer}
5953 @end ifnottex
5955 Like other complex-looking expressions, the conditional expression
5956 within @code{beginning-of-buffer} can be disentangled by looking at it
5957 as parts of a template, in this case, the template for an if-then-else
5958 expression.  In skeletal form, the expression looks like this:
5960 @smallexample
5961 @group
5962 (if (@var{buffer-is-large}
5963     @var{divide-buffer-size-by-10-and-multiply-by-arg}
5964   @var{else-use-alternate-calculation}
5965 @end group
5966 @end smallexample
5968 The true-or-false-test of this inner @code{if} expression checks the
5969 size of the buffer.  The reason for this is that the old Version 18
5970 Emacs used numbers that are no bigger than eight million or so
5971 and in the computation that followed, the programmer feared that Emacs
5972 might try to use over-large numbers if the buffer were large.  The
5973 term `overflow', mentioned in the comment, means numbers that are over
5974 large.  Version 21 Emacs uses larger numbers, but this code has not
5975 been touched, if only because people now look at buffers that are far,
5976 far larger than ever before.
5978 There are two cases:  if the buffer is large and if it is not.
5980 @node Large buffer case, Small buffer case, Disentangle beginning-of-buffer, beginning-of-buffer opt arg
5981 @comment  node-name,  next,  previous,  up
5982 @unnumberedsubsubsec What happens in a large buffer
5984 In @code{beginning-of-buffer}, the inner @code{if} expression tests
5985 whether the size of the buffer is greater than 10,000 characters.  To do
5986 this, it uses the @code{>} function and the @code{buffer-size} function.
5988 @need 800
5989 The line looks like this:
5991 @smallexample
5992 (if (> (buffer-size) 10000)
5993 @end smallexample
5995 @need 1200
5996 @noindent
5997 When the buffer is large, the then-part of the @code{if} expression is
5998 evaluated.  It reads like this (after formatting for easy reading):
6000 @smallexample
6001 @group
6003   (prefix-numeric-value arg)
6004   (/ (buffer-size) 10))
6005 @end group
6006 @end smallexample
6008 @noindent
6009 This expression is a multiplication, with two arguments to the function
6010 @code{*}.
6012 The first argument is @code{(prefix-numeric-value arg)}.  When
6013 @code{"P"} is used as the argument for @code{interactive}, the value
6014 passed to the function as its argument is passed a ``raw prefix
6015 argument'', and not a number.  (It is a number in a list.)  To perform
6016 the arithmetic, a conversion is necessary, and
6017 @code{prefix-numeric-value} does the job.
6019 @findex / @r{(division)}
6020 @cindex Division
6021 The second argument is @code{(/ (buffer-size) 10)}.  This expression
6022 divides the numeric value of the buffer by ten.  This produces a number
6023 that tells how many characters make up one tenth of the buffer size.
6024 (In Lisp, @code{/} is used for division, just as @code{*} is
6025 used for multiplication.)
6027 @need 1200
6028 In the multiplication expression as a whole, this amount is multiplied
6029 by the value of the prefix argument---the multiplication looks like this:
6031 @smallexample
6032 @group
6033 (* @var{numeric-value-of-prefix-arg}
6034    @var{number-of-characters-in-one-tenth-of-the-buffer})
6035 @end group
6036 @end smallexample
6038 @noindent
6039 If, for example, the prefix argument is @samp{7}, the one-tenth value
6040 will be multiplied by 7 to give a position 70% of the way through the
6041 buffer.
6043 @need 1200
6044 The result of all this is that if the buffer is large, the
6045 @code{goto-char} expression reads like this:
6047 @smallexample
6048 @group
6049 (goto-char (* (prefix-numeric-value arg)
6050               (/ (buffer-size) 10)))
6051 @end group
6052 @end smallexample
6054 This puts the cursor where we want it.
6056 @node Small buffer case,  , Large buffer case, beginning-of-buffer opt arg
6057 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6058 @unnumberedsubsubsec What happens in a small buffer
6060 If the buffer contains fewer than 10,000 characters, a slightly
6061 different computation is performed.  You might think this is not
6062 necessary, since the first computation could do the job.  However, in
6063 a small buffer, the first method may not put the cursor on exactly the
6064 desired line; the second method does a better job.
6066 @need 800
6067 The code looks like this:
6069 @c Keep this on one line.
6070 @smallexample
6071 (/ (+ 10 (* (buffer-size) (prefix-numeric-value arg))) 10))
6072 @end smallexample
6074 @need 1200
6075 @noindent
6076 This is code in which you figure out what happens by discovering how the
6077 functions are embedded in parentheses.  It is easier to read if you
6078 reformat it with each expression indented more deeply than its
6079 enclosing expression:
6081 @smallexample
6082 @group
6083   (/
6084    (+ 10
6085       (*
6086        (buffer-size)
6087        (prefix-numeric-value arg)))
6088    10))
6089 @end group
6090 @end smallexample
6092 @need 1200
6093 @noindent
6094 Looking at parentheses, we see that the innermost operation is
6095 @code{(prefix-numeric-value arg)}, which converts the raw argument to a
6096 number.  This number is multiplied by the buffer size in the following
6097 expression:
6099 @smallexample
6100 (* (buffer-size) (prefix-numeric-value arg))
6101 @end smallexample
6103 @noindent
6104 This multiplication creates a number that may be larger than the size of
6105 the buffer---seven times larger if the argument is 7, for example.  Ten
6106 is then added to this number and finally the large number is divided by
6107 ten to provide a value that is one character larger than the percentage
6108 position in the buffer.
6110 The number that results from all this is passed to @code{goto-char} and
6111 the cursor is moved to that point.
6113 @need 1500
6114 @node beginning-of-buffer complete,  , beginning-of-buffer opt arg, beginning-of-buffer
6115 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6116 @subsection The Complete @code{beginning-of-buffer}
6118 @need 1000
6119 Here is the complete text of the @code{beginning-of-buffer} function:
6120 @sp 1
6122 @smallexample
6123 @group
6124 (defun beginning-of-buffer (&optional arg)
6125   "Move point to the beginning of the buffer;
6126 leave mark at previous position.
6127 With arg N, put point N/10 of the way
6128 from the true beginning.
6129 @end group
6130 @group
6131 Don't use this in Lisp programs!
6132 \(goto-char (point-min)) is faster
6133 and does not set the mark."
6134   (interactive "P")
6135   (push-mark)
6136 @end group
6137 @group
6138   (goto-char
6139    (if arg
6140        (if (> (buffer-size) 10000)
6141            ;; @r{Avoid overflow for large buffer sizes!}
6142            (* (prefix-numeric-value arg)
6143               (/ (buffer-size) 10))
6144 @end group
6145 @group
6146          (/ (+ 10 (* (buffer-size)
6147                      (prefix-numeric-value arg)))
6148             10))
6149      (point-min)))
6150   (if arg (forward-line 1)))
6151 @end group
6152 @end smallexample
6154 @noindent
6155 Except for two small points, the previous discussion shows how this
6156 function works.  The first point deals with a detail in the
6157 documentation string, and the second point concerns the last line of
6158 the function.
6160 @need 800
6161 In the documentation string, there is reference to an expression:
6163 @smallexample
6164 \(goto-char (point-min))
6165 @end smallexample
6167 @noindent
6168 A @samp{\} is used before the first parenthesis of this expression.
6169 This @samp{\} tells the Lisp interpreter that the expression should be
6170 printed as shown in the documentation rather than evaluated as a
6171 symbolic expression, which is what it looks like.
6173 @need 1200
6174 Finally, the last line of the @code{beginning-of-buffer} command says to
6175 move point to the beginning of the next line if the command is
6176 invoked with an argument:
6178 @smallexample
6179 (if arg (forward-line 1)))
6180 @end smallexample
6182 @noindent
6183 This puts the cursor at the beginning of the first line after the
6184 appropriate tenths position in the buffer.  This is a flourish that
6185 means that the cursor is always located @emph{at least} the requested
6186 tenths of the way through the buffer, which is a nicety that is,
6187 perhaps, not necessary, but which, if it did not occur, would be sure to
6188 draw complaints.
6190 @node Second Buffer Related Review, optional Exercise, beginning-of-buffer, More Complex
6191 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6192 @section Review
6194 Here is a brief summary of some of the topics covered in this chapter.
6196 @table @code
6197 @item or
6198 Evaluate each argument in sequence, and return the value of the first
6199 argument that is not @code{nil}; if none return a value that is not
6200 @code{nil}, return @code{nil}.  In brief, return the first true value
6201 of the arguments; return a true value if one @emph{or} any of the
6202 other are true.
6204 @item and
6205 Evaluate each argument in sequence, and if any are @code{nil}, return
6206 @code{nil}; if none are @code{nil}, return the value of the last
6207 argument.  In brief, return a true value only if all the arguments are
6208 true; return a true value if one @emph{and} each of the others is
6209 true.
6211 @item &optional
6212 A keyword used to indicate that an argument to a function definition
6213 is optional; this means that the function can be evaluated without the
6214 argument, if desired.
6216 @item prefix-numeric-value
6217 Convert the `raw prefix argument' produced by @code{(interactive
6218 "P")} to a numeric value.
6220 @item forward-line
6221 Move point forward to the beginning of the next line, or if the argument
6222 is greater than one, forward that many lines.  If it can't move as far
6223 forward as it is supposed to, @code{forward-line} goes forward as far as
6224 it can and then returns a count of the number of additional lines it was
6225 supposed to move but couldn't.
6227 @item erase-buffer
6228 Delete the entire contents of the current buffer.
6230 @item bufferp
6231 Return @code{t} if its argument is a buffer; otherwise return @code{nil}.
6232 @end table
6234 @node optional Exercise,  , Second Buffer Related Review, More Complex
6235 @section @code{optional} Argument Exercise
6237 Write an interactive function with an optional argument that tests
6238 whether its argument, a number, is greater than or equal to, or else,
6239 less than the value of @code{fill-column}, and tells you which, in a
6240 message.  However, if you do not pass an argument to the function, use
6241 56 as a default value.
6243 @node Narrowing & Widening, car cdr & cons, More Complex, Top
6244 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6245 @chapter Narrowing and Widening
6246 @cindex Focusing attention (narrowing)
6247 @cindex Narrowing
6248 @cindex Widening
6250 Narrowing is a feature of Emacs that makes it possible for you to focus
6251 on a specific part of a buffer, and work without accidentally changing
6252 other parts.  Narrowing is normally disabled since it can confuse
6253 novices.
6255 @menu
6256 * Narrowing advantages::        The advantages of narrowing
6257 * save-restriction::            The @code{save-restriction} special form.
6258 * what-line::                   The number of the line that point is on.
6259 * narrow Exercise::
6260 @end menu
6262 @node Narrowing advantages, save-restriction, Narrowing & Widening, Narrowing & Widening
6263 @ifnottex
6264 @unnumberedsec The Advantages of Narrowing
6265 @end ifnottex
6267 With narrowing, the rest of a buffer is made invisible, as if it weren't
6268 there.  This is an advantage if, for example, you want to replace a word
6269 in one part of a buffer but not in another: you narrow to the part you want
6270 and the replacement is carried out only in that section, not in the rest
6271 of the buffer.  Searches will only work within a narrowed region, not
6272 outside of one, so if you are fixing a part of a document, you can keep
6273 yourself from accidentally finding parts you do not need to fix by
6274 narrowing just to the region you want.
6275 (The key binding for @code{narrow-to-region} is @kbd{C-x n n}.)
6277 However, narrowing does make the rest of the buffer invisible, which
6278 can scare people who inadvertently invoke narrowing and think they
6279 have deleted a part of their file.  Moreover, the @code{undo} command
6280 (which is usually bound to @kbd{C-x u}) does not turn off narrowing
6281 (nor should it), so people can become quite desperate if they do not
6282 know that they can return the rest of a buffer to visibility with the
6283 @code{widen} command.
6284 (The key binding for @code{widen} is @kbd{C-x n w}.)
6286 Narrowing is just as useful to the Lisp interpreter as to a human.
6287 Often, an Emacs Lisp function is designed to work on just part of a
6288 buffer; or conversely, an Emacs Lisp function needs to work on all of a
6289 buffer that has been narrowed.  The @code{what-line} function, for
6290 example, removes the narrowing from a buffer, if it has any narrowing
6291 and when it has finished its job, restores the narrowing to what it was.
6292 On the other hand, the @code{count-lines} function, which is called by
6293 @code{what-line}, uses narrowing to restrict itself to just that portion
6294 of the buffer in which it is interested and then restores the previous
6295 situation.
6297 @node save-restriction, what-line, Narrowing advantages, Narrowing & Widening
6298 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6299 @section The @code{save-restriction} Special Form
6300 @findex save-restriction
6302 In Emacs Lisp, you can use the @code{save-restriction} special form to
6303 keep track of whatever narrowing is in effect, if any.  When the Lisp
6304 interpreter meets with @code{save-restriction}, it executes the code
6305 in the body of the @code{save-restriction} expression, and then undoes
6306 any changes to narrowing that the code caused.  If, for example, the
6307 buffer is narrowed and the code that follows @code{save-restriction}
6308 gets rid of the narrowing, @code{save-restriction} returns the buffer
6309 to its narrowed region afterwards.  In the @code{what-line} command,
6310 any narrowing the buffer may have is undone by the @code{widen}
6311 command that immediately follows the @code{save-restriction} command.
6312 Any original narrowing is restored just before the completion of the
6313 function.
6315 @need 1250
6316 The template for a @code{save-restriction} expression is simple:
6318 @smallexample
6319 @group
6320 (save-restriction
6321   @var{body}@dots{} )
6322 @end group
6323 @end smallexample
6325 @noindent
6326 The body of the @code{save-restriction} is one or more expressions that
6327 will be evaluated in sequence by the Lisp interpreter.
6329 Finally, a point to note: when you use both @code{save-excursion} and
6330 @code{save-restriction}, one right after the other, you should use
6331 @code{save-excursion} outermost.  If you write them in reverse order,
6332 you may fail to record narrowing in the buffer to which Emacs switches
6333 after calling @code{save-excursion}.  Thus, when written together,
6334 @code{save-excursion} and @code{save-restriction} should be written
6335 like this:
6337 @smallexample
6338 @group
6339 (save-excursion
6340   (save-restriction
6341     @var{body}@dots{}))
6342 @end group
6343 @end smallexample
6345 In other circumstances, when not written together, the
6346 @code{save-excursion} and @code{save-restriction} special forms must
6347 be written in the order appropriate to the function.
6349 @need 1250
6350 For example,
6352 @smallexample
6353 @group
6354   (save-restriction
6355     (widen)
6356     (save-excursion
6357     @var{body}@dots{}))
6358 @end group
6359 @end smallexample
6361 @node what-line, narrow Exercise, save-restriction, Narrowing & Widening
6362 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6363 @section @code{what-line}
6364 @findex what-line
6365 @cindex Widening, example of
6367 The @code{what-line} command tells you the number of the line in which
6368 the cursor is located.  The function illustrates the use of the
6369 @code{save-restriction} and @code{save-excursion} commands.  Here is the
6370 original text of the function:
6372 @smallexample
6373 @group
6374 (defun what-line ()
6375   "Print the current line number (in the buffer) of point."
6376   (interactive)
6377   (save-restriction
6378     (widen)
6379     (save-excursion
6380       (beginning-of-line)
6381       (message "Line %d"
6382                (1+ (count-lines 1 (point)))))))
6383 @end group
6384 @end smallexample
6386 (In recent versions of GNU Emacs, the @code{what-line} function has
6387 been expanded to tell you your line number in a narrowed buffer as
6388 well as your line number in a widened buffer.  The recent version is
6389 more complex than the version shown here.  If you feel adventurous,
6390 you might want to look at it after figuring out how this version
6391 works.  The newer version uses a conditional to determine whether the
6392 buffer has been narrowed, and rather than use @code{beginning-of-line}
6393 to move point to the beginning of the current line, if need be, the
6394 function uses @code{(forward-line 0)}.)
6396 The function as shown here has a documentation line and is
6397 interactive, as you would expect.  The next two lines use the
6398 functions @code{save-restriction} and @code{widen}.
6400 The @code{save-restriction} special form notes whatever narrowing is in
6401 effect, if any, in the current buffer and restores that narrowing after
6402 the code in the body of the @code{save-restriction} has been evaluated.
6404 The @code{save-restriction} special form is followed by @code{widen}.
6405 This function undoes any narrowing the current buffer may have had
6406 when @code{what-line} was called.  (The narrowing that was there is
6407 the narrowing that @code{save-restriction} remembers.)  This widening
6408 makes it possible for the line counting commands to count from the
6409 beginning of the buffer.  Otherwise, they would have been limited to
6410 counting within the accessible region.  Any original narrowing is
6411 restored just before the completion of the function by the
6412 @code{save-restriction} special form.
6414 The call to @code{widen} is followed by @code{save-excursion}, which
6415 saves the location of the cursor (i.e., of point) and of the mark, and
6416 restores them after the code in the body of the @code{save-excursion}
6417 uses the @code{beginning-of-line} function to move point.
6419 (Note that the @code{(widen)} expression comes between the
6420 @code{save-restriction} and @code{save-excursion} special forms.  When
6421 you write the two @code{save- @dots{}} expressions in sequence, write
6422 @code{save-excursion} outermost.)
6424 @need 1200
6425 The last two lines of the @code{what-line} function are functions to
6426 count the number of lines in the buffer and then print the number in the
6427 echo area.
6429 @smallexample
6430 @group
6431 (message "Line %d"
6432          (1+ (count-lines 1 (point)))))))
6433 @end group
6434 @end smallexample
6436 The @code{message} function prints a one-line message at the bottom of the
6437 Emacs screen.  The first argument is inside of quotation marks and is
6438 printed as a string of characters.  However, it may contain @samp{%d},
6439 @samp{%s}, or @samp{%c} to print arguments that follow the string.
6440 @samp{%d} prints the argument as a decimal, so the message will say
6441 something such as @samp{Line 243}.
6443 @need 1200
6445 The number that is printed in place of the @samp{%d} is computed by the
6446 last line of the function:
6448 @smallexample
6449 (1+ (count-lines 1 (point)))
6450 @end smallexample
6452 @noindent
6453 What this does is count the lines from the first position of the
6454 buffer, indicated by the @code{1}, up to @code{(point)}, and then add
6455 one to that number.  (The @code{1+} function adds one to its
6456 argument.)  We add one to it because line 2 has only one line before
6457 it, and @code{count-lines} counts only the lines @emph{before} the
6458 current line.
6460 After @code{count-lines} has done its job, and the message has been
6461 printed in the echo area, the @code{save-excursion} restores point and
6462 mark to their original positions; and @code{save-restriction} restores
6463 the original narrowing, if any.
6465 @node narrow Exercise,  , what-line, Narrowing & Widening
6466 @section Exercise with Narrowing
6468 Write a function that will display the first 60 characters of the
6469 current buffer, even if you have narrowed the buffer to its latter
6470 half so that the first line is inaccessible.  Restore point, mark, and
6471 narrowing.  For this exercise, you need to use a whole potpourri of
6472 functions, including @code{save-restriction}, @code{widen},
6473 @code{goto-char}, @code{point-min}, @code{message}, and
6474 @code{buffer-substring}.
6476 @cindex Properties, mention of @code{buffer-substring-no-properties}
6477 (@code{buffer-substring} is a previously unmentioned function you will
6478 have to investigate yourself; or perhaps you will have to use
6479 @code{buffer-substring-no-properties} @dots{}, yet another function
6480 and one that introduces text properties, a feature otherwise not
6481 discussed here.  @xref{Text Properties, , Text Properties, elisp, The
6482 GNU Emacs Lisp Reference Manual}.  Additionally, do you really need
6483 @code{goto-char} or @code{point-min}?  Or can you write the function
6484 without them?)
6486 @node car cdr & cons, Cutting & Storing Text, Narrowing & Widening, Top
6487 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6488 @chapter @code{car}, @code{cdr}, @code{cons}: Fundamental Functions
6489 @findex car, @r{introduced}
6490 @findex cdr, @r{introduced}
6492 In Lisp, @code{car}, @code{cdr}, and @code{cons} are fundamental
6493 functions.  The @code{cons} function is used to construct lists, and
6494 the @code{car} and @code{cdr} functions are used to take them apart.
6496 In the walk through of the @code{copy-region-as-kill} function, we
6497 will see @code{cons} as well as two variants on @code{cdr},
6498 namely, @code{setcdr} and @code{nthcdr}.  (@xref{copy-region-as-kill}.)
6500 @menu
6501 * Strange Names::               An historical aside: why the strange names?
6502 * car & cdr::                   Functions for extracting part of a list.
6503 * cons::                        Constructing a list.
6504 * nthcdr::                      Calling @code{cdr} repeatedly.
6505 * nth::
6506 * setcar::                      Changing the first element of a list.
6507 * setcdr::                      Changing the rest of a list.
6508 * cons Exercise::
6509 @end menu
6511 @node Strange Names, car & cdr, car cdr & cons, car cdr & cons
6512 @ifnottex
6513 @unnumberedsec Strange Names
6514 @end ifnottex
6516 The name of the @code{cons} function is not unreasonable: it is an
6517 abbreviation of the word `construct'.  The origins of the names for
6518 @code{car} and @code{cdr}, on the other hand, are esoteric: @code{car}
6519 is an acronym from the phrase `Contents of the Address part of the
6520 Register'; and @code{cdr} (pronounced `could-er') is an acronym from
6521 the phrase `Contents of the Decrement part of the Register'.  These
6522 phrases refer to specific pieces of hardware on the very early
6523 computer on which the original Lisp was developed.  Besides being
6524 obsolete, the phrases have been completely irrelevant for more than 25
6525 years to anyone thinking about Lisp.  Nonetheless, although a few
6526 brave scholars have begun to use more reasonable names for these
6527 functions, the old terms are still in use.  In particular, since the
6528 terms are used in the Emacs Lisp source code, we will use them in this
6529 introduction.
6531 @node car & cdr, cons, Strange Names, car cdr & cons
6532 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6533 @section @code{car} and @code{cdr}
6535 The @sc{car} of a list is, quite simply, the first item in the list.
6536 Thus the @sc{car} of the list @code{(rose violet daisy buttercup)} is
6537 @code{rose}.
6539 @need 1200
6540 If you are reading this in Info in GNU Emacs, you can see this by
6541 evaluating the following:
6543 @smallexample
6544 (car '(rose violet daisy buttercup))
6545 @end smallexample
6547 @noindent
6548 After evaluating the expression, @code{rose} will appear in the echo
6549 area.
6551 Clearly, a more reasonable name for the @code{car} function would be
6552 @code{first} and this is often suggested.
6554 @code{car} does not remove the first item from the list; it only reports
6555 what it is.  After @code{car} has been applied to a list, the list is
6556 still the same as it was.  In the jargon, @code{car} is
6557 `non-destructive'.  This feature turns out to be important.
6559 The @sc{cdr} of a list is the rest of the list, that is, the
6560 @code{cdr} function returns the part of the list that follows the
6561 first item.  Thus, while the @sc{car} of the list @code{'(rose violet
6562 daisy buttercup)} is @code{rose}, the rest of the list, the value
6563 returned by the @code{cdr} function, is @code{(violet daisy
6564 buttercup)}.
6566 @need 800
6567 You can see this by evaluating the following in the usual way:
6569 @smallexample
6570 (cdr '(rose violet daisy buttercup))
6571 @end smallexample
6573 @noindent
6574 When you evaluate this, @code{(violet daisy buttercup)} will appear in
6575 the echo area.
6577 Like @code{car}, @code{cdr} does not remove any elements from the
6578 list---it just returns a report of what the second and subsequent
6579 elements are.
6581 Incidentally, in the example, the list of flowers is quoted.  If it were
6582 not, the Lisp interpreter would try to evaluate the list by calling
6583 @code{rose} as a function.  In this example, we do not want to do that.
6585 Clearly, a more reasonable name for @code{cdr} would be @code{rest}.
6587 (There is a lesson here: when you name new functions, consider very
6588 carefully what you are doing, since you may be stuck with the names
6589 for far longer than you expect.  The reason this document perpetuates
6590 these names is that the Emacs Lisp source code uses them, and if I did
6591 not use them, you would have a hard time reading the code; but do,
6592 please, try to avoid using these terms yourself.  The people who come
6593 after you will be grateful to you.)
6595 When @code{car} and @code{cdr} are applied to a list made up of symbols,
6596 such as the list @code{(pine fir oak maple)}, the element of the list
6597 returned by the function @code{car} is the symbol @code{pine} without
6598 any parentheses around it.  @code{pine} is the first element in the
6599 list.  However, the @sc{cdr} of the list is a list itself, @code{(fir
6600 oak maple)}, as you can see by evaluating the following expressions in
6601 the usual way:
6603 @smallexample
6604 @group
6605 (car '(pine fir oak maple))
6607 (cdr '(pine fir oak maple))
6608 @end group
6609 @end smallexample
6611 On the other hand, in a list of lists, the first element is itself a
6612 list.  @code{car} returns this first element as a list.  For example,
6613 the following list contains three sub-lists, a list of carnivores, a
6614 list of herbivores and a list of sea mammals:
6616 @smallexample
6617 @group
6618 (car '((lion tiger cheetah)
6619        (gazelle antelope zebra)
6620        (whale dolphin seal)))
6621 @end group
6622 @end smallexample
6624 @noindent
6625 In this example, the first element or @sc{car} of the list is the list of
6626 carnivores, @code{(lion tiger cheetah)}, and the rest of the list is
6627 @code{((gazelle antelope zebra) (whale dolphin seal))}.
6629 @smallexample
6630 @group
6631 (cdr '((lion tiger cheetah)
6632        (gazelle antelope zebra)
6633        (whale dolphin seal)))
6634 @end group
6635 @end smallexample
6637 It is worth saying again that @code{car} and @code{cdr} are
6638 non-destructive---that is, they do not modify or change lists to which
6639 they are applied.  This is very important for how they are used.
6641 Also, in the first chapter, in the discussion about atoms, I said that
6642 in Lisp, ``certain kinds of atom, such as an array, can be separated
6643 into parts; but the mechanism for doing this is different from the
6644 mechanism for splitting a list.  As far as Lisp is concerned, the
6645 atoms of a list are unsplittable.''  (@xref{Lisp Atoms}.)  The
6646 @code{car} and @code{cdr} functions are used for splitting lists and
6647 are considered fundamental to Lisp.  Since they cannot split or gain
6648 access to the parts of an array, an array is considered an atom.
6649 Conversely, the other fundamental function, @code{cons}, can put
6650 together or construct a list, but not an array.  (Arrays are handled
6651 by array-specific functions.  @xref{Arrays, , Arrays, elisp, The GNU
6652 Emacs Lisp Reference Manual}.)
6654 @node cons, nthcdr, car & cdr, car cdr & cons
6655 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6656 @section @code{cons}
6657 @findex cons, @r{introduced}
6659 The @code{cons} function constructs lists; it is the inverse of
6660 @code{car} and @code{cdr}.  For example, @code{cons} can be used to make
6661 a four element list from the three element list, @code{(fir oak maple)}:
6663 @smallexample
6664 (cons 'pine '(fir oak maple))
6665 @end smallexample
6667 @need 800
6668 @noindent
6669 After evaluating this list, you will see
6671 @smallexample
6672 (pine fir oak maple)
6673 @end smallexample
6675 @noindent
6676 appear in the echo area.  @code{cons} causes the creation of a new
6677 list in which the element is followed by the elements of the original
6678 list.
6680 We often say that `@code{cons} puts a new element at the beginning of
6681 a list; it attaches or pushes elements onto the list', but this
6682 phrasing can be misleading, since @code{cons} does not change an
6683 existing list, but creates a new one.
6685 Like @code{car} and @code{cdr}, @code{cons} is non-destructive.
6687 @menu
6688 * Build a list::
6689 * length::                      How to find the length of a list.
6690 @end menu
6692 @node Build a list, length, cons, cons
6693 @ifnottex
6694 @unnumberedsubsec Build a list
6695 @end ifnottex
6697 @code{cons} must have a list to attach to.@footnote{Actually, you can
6698 @code{cons} an element to an atom to produce a dotted pair.  Dotted
6699 pairs are not discussed here; see @ref{Dotted Pair Notation, , Dotted
6700 Pair Notation, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.}  You
6701 cannot start from absolutely nothing.  If you are building a list, you
6702 need to provide at least an empty list at the beginning.  Here is a
6703 series of @code{cons} expressions that build up a list of flowers.  If
6704 you are reading this in Info in GNU Emacs, you can evaluate each of
6705 the expressions in the usual way; the value is printed in this text
6706 after @samp{@result{}}, which you may read as `evaluates to'.
6708 @smallexample
6709 @group
6710 (cons 'buttercup ())
6711      @result{} (buttercup)
6712 @end group
6714 @group
6715 (cons 'daisy '(buttercup))
6716      @result{} (daisy buttercup)
6717 @end group
6719 @group
6720 (cons 'violet '(daisy buttercup))
6721      @result{} (violet daisy buttercup)
6722 @end group
6724 @group
6725 (cons 'rose '(violet daisy buttercup))
6726      @result{} (rose violet daisy buttercup)
6727 @end group
6728 @end smallexample
6730 @noindent
6731 In the first example, the empty list is shown as @code{()} and a list
6732 made up of @code{buttercup} followed by the empty list is constructed.
6733 As you can see, the empty list is not shown in the list that was
6734 constructed.  All that you see is @code{(buttercup)}.  The empty list is
6735 not counted as an element of a list because there is nothing in an empty
6736 list.  Generally speaking, an empty list is invisible.
6738 The second example, @code{(cons 'daisy '(buttercup))} constructs a new,
6739 two element list by putting @code{daisy} in front of @code{buttercup};
6740 and the third example constructs a three element list by putting
6741 @code{violet} in front of @code{daisy} and @code{buttercup}.
6743 @node length,  , Build a list, cons
6744 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6745 @subsection Find the Length of a List: @code{length}
6746 @findex length
6748 You can find out how many elements there are in a list by using the Lisp
6749 function @code{length}, as in the following examples:
6751 @smallexample
6752 @group
6753 (length '(buttercup))
6754      @result{} 1
6755 @end group
6757 @group
6758 (length '(daisy buttercup))
6759      @result{} 2
6760 @end group
6762 @group
6763 (length (cons 'violet '(daisy buttercup)))
6764      @result{} 3
6765 @end group
6766 @end smallexample
6768 @noindent
6769 In the third example, the @code{cons} function is used to construct a
6770 three element list which is then passed to the @code{length} function as
6771 its argument.
6773 @need 1200
6774 We can also use @code{length} to count the number of elements in an
6775 empty list:
6777 @smallexample
6778 @group
6779 (length ())
6780      @result{} 0
6781 @end group
6782 @end smallexample
6784 @noindent
6785 As you would expect, the number of elements in an empty list is zero.
6787 An interesting experiment is to find out what happens if you try to find
6788 the length of no list at all; that is, if you try to call @code{length}
6789 without giving it an argument, not even an empty list:
6791 @smallexample
6792 (length )
6793 @end smallexample
6795 @need 800
6796 @noindent
6797 What you see, if you evaluate this, is the error message
6799 @smallexample
6800 Wrong number of arguments: #<subr length>, 0
6801 @end smallexample
6803 @noindent
6804 This means that the function receives the wrong number of
6805 arguments, zero, when it expects some other number of arguments.  In
6806 this case, one argument is expected, the argument being a list whose
6807 length the function is measuring.  (Note that @emph{one} list is
6808 @emph{one} argument, even if the list has many elements inside it.)
6810 The part of the error message that says @samp{#<subr length>} is the
6811 name of the function.  This is written with a special notation,
6812 @samp{#<subr}, that indicates that the function @code{length} is one
6813 of the primitive functions written in C rather than in Emacs Lisp.
6814 (@samp{subr} is an abbreviation for `subroutine'.)  @xref{What Is a
6815 Function, , What Is a Function?, elisp , The GNU Emacs Lisp Reference
6816 Manual}, for more about subroutines.
6818 @node nthcdr, nth, cons, car cdr & cons
6819 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6820 @section @code{nthcdr}
6821 @findex nthcdr
6823 The @code{nthcdr} function is associated with the @code{cdr} function.
6824 What it does is take the @sc{cdr} of a list repeatedly.
6826 If you take the @sc{cdr} of the list @code{(pine fir
6827 oak maple)}, you will be returned the list @code{(fir oak maple)}.  If you
6828 repeat this on what was returned, you will be returned the list
6829 @code{(oak maple)}.  (Of course, repeated @sc{cdr}ing on the original
6830 list will just give you the original @sc{cdr} since the function does
6831 not change the list.  You need to evaluate the @sc{cdr} of the
6832 @sc{cdr} and so on.)  If you continue this, eventually you will be
6833 returned an empty list, which in this case, instead of being shown as
6834 @code{()} is shown as @code{nil}.
6836 @need 1200
6837 For review, here is a series of repeated @sc{cdr}s, the text following
6838 the @samp{@result{}} shows what is returned.
6840 @smallexample
6841 @group
6842 (cdr '(pine fir oak maple))
6843      @result{}(fir oak maple)
6844 @end group
6846 @group
6847 (cdr '(fir oak maple))
6848      @result{} (oak maple)
6849 @end group
6851 @group
6852 (cdr '(oak maple))
6853      @result{}(maple)
6854 @end group
6856 @group
6857 (cdr '(maple))
6858      @result{} nil
6859 @end group
6861 @group
6862 (cdr 'nil)
6863      @result{} nil
6864 @end group
6866 @group
6867 (cdr ())
6868      @result{} nil
6869 @end group
6870 @end smallexample
6872 @need 1200
6873 You can also do several @sc{cdr}s without printing the values in
6874 between, like this:
6876 @smallexample
6877 @group
6878 (cdr (cdr '(pine fir oak maple)))
6879      @result{} (oak maple)
6880 @end group
6881 @end smallexample
6883 @noindent
6884 In this example, the Lisp interpreter evaluates the innermost list first.
6885 The innermost list is quoted, so it just passes the list as it is to the
6886 innermost @code{cdr}.  This @code{cdr} passes a list made up of the
6887 second and subsequent elements of the list to the outermost @code{cdr},
6888 which produces a list composed of the third and subsequent elements of
6889 the original list.  In this example, the @code{cdr} function is repeated
6890 and returns a list that consists of the original list without its
6891 first two elements.
6893 The @code{nthcdr} function does the same as repeating the call to
6894 @code{cdr}.  In the following example, the argument 2 is passed to the
6895 function @code{nthcdr}, along with the list, and the value returned is
6896 the list without its first two items, which is exactly the same
6897 as repeating @code{cdr} twice on the list:
6899 @smallexample
6900 @group
6901 (nthcdr 2 '(pine fir oak maple))
6902      @result{} (oak maple)
6903 @end group
6904 @end smallexample
6906 @need 1200
6907 Using the original four element list, we can see what happens when
6908 various numeric arguments are passed to @code{nthcdr}, including 0, 1,
6909 and 5:
6911 @smallexample
6912 @group
6913 ;; @r{Leave the list as it was.}
6914 (nthcdr 0 '(pine fir oak maple))
6915      @result{} (pine fir oak maple)
6916 @end group
6918 @group
6919 ;; @r{Return a copy without the first element.}
6920 (nthcdr 1 '(pine fir oak maple))
6921      @result{} (fir oak maple)
6922 @end group
6924 @group
6925 ;; @r{Return a copy of the list without three elements.}
6926 (nthcdr 3 '(pine fir oak maple))
6927      @result{} (maple)
6928 @end group
6930 @group
6931 ;; @r{Return a copy lacking all four elements.}
6932 (nthcdr 4 '(pine fir oak maple))
6933      @result{} nil
6934 @end group
6936 @group
6937 ;; @r{Return a copy lacking all elements.}
6938 (nthcdr 5 '(pine fir oak maple))
6939      @result{} nil
6940 @end group
6941 @end smallexample
6943 @node nth, setcar, nthcdr, car cdr & cons
6944 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6945 @section @code{nth}
6946 @findex nth
6948 The @code{nthcdr} function takes the @sc{cdr} of a list repeatedly.
6949 The @code{nth} function takes the @sc{car} of the result returned by
6950 @code{nthcdr}.  It returns the Nth element of the list.
6952 @need 1500
6953 Thus, if it were not defined in C for speed, the definition of
6954 @code{nth} would be:
6956 @smallexample
6957 @group
6958 (defun nth (n list)
6959   "Returns the Nth element of LIST.
6960 N counts from zero.  If LIST is not that long, nil is returned."
6961   (car (nthcdr n list)))
6962 @end group
6963 @end smallexample
6965 @noindent
6966 (Originally, @code{nth} was defined in Emacs Lisp in @file{subr.el},
6967 but its definition was redone in C in the 1980s.)
6969 The @code{nth} function returns a single element of a list.
6970 This can be very convenient.
6972 Note that the elements are numbered from zero, not one.  That is to
6973 say, the first element of a list, its @sc{car} is the zeroth element.
6974 This is called `zero-based' counting and often bothers people who
6975 are accustomed to the first element in a list being number one, which
6976 is `one-based'.
6978 @need 1250
6979 For example:
6981 @smallexample
6982 @group
6983 (nth 0 '("one" "two" "three"))
6984     @result{} "one"
6986 (nth 1 '("one" "two" "three"))
6987     @result{} "two"
6988 @end group
6989 @end smallexample
6991 It is worth mentioning that @code{nth}, like @code{nthcdr} and
6992 @code{cdr}, does not change the original list---the function is
6993 non-destructive.  This is in sharp contrast to the @code{setcar} and
6994 @code{setcdr} functions.
6996 @node setcar, setcdr, nth, car cdr & cons
6997 @comment  node-name,  next,  previous,  up
6998 @section @code{setcar}
6999 @findex setcar
7001 As you might guess from their names, the @code{setcar} and @code{setcdr}
7002 functions set the @sc{car} or the @sc{cdr} of a list to a new value.
7003 They actually change the original list, unlike @code{car} and @code{cdr}
7004 which leave the original list as it was.  One way to find out how this
7005 works is to experiment.  We will start with the @code{setcar} function.
7007 @need 1200
7008 First, we can make a list and then set the value of a variable to the
7009 list, using the @code{setq} function.  Here is a list of animals:
7011 @smallexample
7012 (setq animals '(antelope giraffe lion tiger))
7013 @end smallexample
7015 @noindent
7016 If you are reading this in Info inside of GNU Emacs, you can evaluate
7017 this expression in the usual fashion, by positioning the cursor after
7018 the expression and typing @kbd{C-x C-e}.  (I'm doing this right here as
7019 I write this.  This is one of the advantages of having the interpreter
7020 built into the computing environment.)
7022 @need 1200
7023 When we evaluate the variable @code{animals}, we see that it is bound to
7024 the list @code{(antelope giraffe lion tiger)}:
7026 @smallexample
7027 @group
7028 animals
7029      @result{} (antelope giraffe lion tiger)
7030 @end group
7031 @end smallexample
7033 @noindent
7034 Put another way, the variable @code{animals} points to the list
7035 @code{(antelope giraffe lion tiger)}.
7037 Next, evaluate the function @code{setcar} while passing it two
7038 arguments, the variable @code{animals} and the quoted symbol
7039 @code{hippopotamus}; this is done by writing the three element list
7040 @code{(setcar animals 'hippopotamus)} and then evaluating it in the
7041 usual fashion:
7043 @smallexample
7044 (setcar animals 'hippopotamus)
7045 @end smallexample
7047 @need 1200
7048 @noindent
7049 After evaluating this expression, evaluate the variable @code{animals}
7050 again.  You will see that the list of animals has changed:
7052 @smallexample
7053 @group
7054 animals
7055      @result{} (hippopotamus giraffe lion tiger)
7056 @end group
7057 @end smallexample
7059 @noindent
7060 The first element on the list, @code{antelope} is replaced by
7061 @code{hippopotamus}.
7063 So we can see that @code{setcar} did not add a new element to the list
7064 as @code{cons} would have; it replaced @code{giraffe} with
7065 @code{hippopotamus}; it @emph{changed} the list.
7067 @node setcdr, cons Exercise, setcar, car cdr & cons
7068 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7069 @section @code{setcdr}
7070 @findex setcdr
7072 The @code{setcdr} function is similar to the @code{setcar} function,
7073 except that the function replaces the second and subsequent elements of
7074 a list rather than the first element.
7076 (To see how to change the last element of a list, look ahead to
7077 @ref{kill-new function, , The @code{kill-new} function}, which uses
7078 the @code{nthcdr} and @code{setcdr} functions.)
7080 @need 1200
7081 To see how this works, set the value of the variable to a list of
7082 domesticated animals by evaluating the following expression:
7084 @smallexample
7085 (setq domesticated-animals '(horse cow sheep goat))
7086 @end smallexample
7088 @need 1200
7089 @noindent
7090 If you now evaluate the list, you will be returned the list
7091 @code{(horse cow sheep goat)}:
7093 @smallexample
7094 @group
7095 domesticated-animals
7096      @result{} (horse cow sheep goat)
7097 @end group
7098 @end smallexample
7100 @need 1200
7101 Next, evaluate @code{setcdr} with two arguments, the name of the
7102 variable which has a list as its value, and the list to which the
7103 @sc{cdr} of the first list will be set;
7105 @smallexample
7106 (setcdr domesticated-animals '(cat dog))
7107 @end smallexample
7109 @noindent
7110 If you evaluate this expression, the list @code{(cat dog)} will appear
7111 in the echo area.  This is the value returned by the function.  The
7112 result we are interested in is the ``side effect'', which we can see by
7113 evaluating the variable @code{domesticated-animals}:
7115 @smallexample
7116 @group
7117 domesticated-animals
7118      @result{} (horse cat dog)
7119 @end group
7120 @end smallexample
7122 @noindent
7123 Indeed, the list is changed from @code{(horse cow sheep goat)} to
7124 @code{(horse cat dog)}.  The @sc{cdr} of the list is changed from
7125 @code{(cow sheep goat)} to @code{(cat dog)}.
7127 @node cons Exercise,  , setcdr, car cdr & cons
7128 @section Exercise
7130 Construct a list of four birds by evaluating several expressions with
7131 @code{cons}.  Find out what happens when you @code{cons} a list onto
7132 itself.  Replace the first element of the list of four birds with a
7133 fish.  Replace the rest of that list with a list of other fish.
7135 @node Cutting & Storing Text, List Implementation, car cdr & cons, Top
7136 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7137 @chapter Cutting and Storing Text
7138 @cindex Cutting and storing text
7139 @cindex Storing and cutting text
7140 @cindex Killing text
7141 @cindex Clipping text
7142 @cindex Erasing text
7143 @cindex Deleting text
7145 Whenever you cut or clip text out of a buffer with a `kill' command in
7146 GNU Emacs, it is stored in a list and you can bring it back with a
7147 `yank' command.
7149 (The use of the word `kill' in Emacs for processes which specifically
7150 @emph{do not} destroy the values of the entities is an unfortunate
7151 historical accident.  A much more appropriate word would be `clip' since
7152 that is what the kill commands do; they clip text out of a buffer and
7153 put it into storage from which it can be brought back.  I have often
7154 been tempted to replace globally all occurrences of `kill' in the Emacs
7155 sources with `clip' and all occurrences of `killed' with `clipped'.)
7157 @menu
7158 * Storing Text::                Text is stored in a list.
7159 * zap-to-char::                 Cutting out text up to a character.
7160 * kill-region::                 Cutting text out of a region.
7161 * Digression into C::           Minor note on C programming language macros.
7162 * defvar::                      How to give a variable an initial value.
7163 * copy-region-as-kill::         A definition for copying text.
7164 * cons & search-fwd Review::
7165 * search Exercises::
7166 @end menu
7168 @node Storing Text, zap-to-char, Cutting & Storing Text, Cutting & Storing Text
7169 @ifnottex
7170 @unnumberedsec Storing Text in a List
7171 @end ifnottex
7173 When text is cut out of a buffer, it is stored on a list.  Successive
7174 pieces of text are stored on the list successively, so the list might
7175 look like this:
7177 @smallexample
7178 ("a piece of text" "previous piece")
7179 @end smallexample
7181 @need 1200
7182 @noindent
7183 The function @code{cons} can be used to to create a new list from a
7184 piece of text (an `atom', to use the jargon) and an existing list,
7185 like this:
7187 @smallexample
7188 @group
7189 (cons "another piece"
7190       '("a piece of text" "previous piece"))
7191 @end group
7192 @end smallexample
7194 @need 1200
7195 @noindent
7196 If you evaluate this expression, a list of three elements will appear in
7197 the echo area:
7199 @smallexample
7200 ("another piece" "a piece of text" "previous piece")
7201 @end smallexample
7203 With the @code{car} and @code{nthcdr} functions, you can retrieve
7204 whichever piece of text you want.  For example, in the following code,
7205 @code{nthcdr 1 @dots{}} returns the list with the first item removed;
7206 and the @code{car} returns the first element of that remainder---the
7207 second element of the original list:
7209 @smallexample
7210 @group
7211 (car (nthcdr 1 '("another piece"
7212                  "a piece of text"
7213                  "previous piece")))
7214      @result{} "a piece of text"
7215 @end group
7216 @end smallexample
7218 The actual functions in Emacs are more complex than this, of course.
7219 The code for cutting and retrieving text has to be written so that
7220 Emacs can figure out which element in the list you want---the first,
7221 second, third, or whatever.  In addition, when you get to the end of
7222 the list, Emacs should give you the first element of the list, rather
7223 than nothing at all.
7225 The list that holds the pieces of text is called the @dfn{kill ring}.
7226 This chapter leads up to a description of the kill ring and how it is
7227 used by first tracing how the @code{zap-to-char} function works.  This
7228 function uses (or `calls') a function that invokes a function that
7229 manipulates the kill ring.  Thus, before reaching the mountains, we
7230 climb the foothills.
7232 A subsequent chapter describes how text that is cut from the buffer is
7233 retrieved.  @xref{Yanking, , Yanking Text Back}.
7235 @node zap-to-char, kill-region, Storing Text, Cutting & Storing Text
7236 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7237 @section @code{zap-to-char}
7238 @findex zap-to-char
7240 The @code{zap-to-char} function barely changed between GNU Emacs
7241 version 19 and GNU Emacs version 21.  However, @code{zap-to-char}
7242 calls another function, @code{kill-region}, which enjoyed a major rewrite
7243 on the way to version 21.
7245 The @code{kill-region} function in Emacs 19 is complex, but does not
7246 use code that is important at this time.  We will skip it.
7248 The @code{kill-region} function in Emacs 21 is easier to read than the
7249 same function in Emacs 19 and introduces a very important concept,
7250 that of error handling.  We will walk through the function.
7252 But first, let us look at the interactive @code{zap-to-char} function.
7254 @menu
7255 * Complete zap-to-char::        The complete implementation.
7256 * zap-to-char interactive::     A three part interactive expression.
7257 * zap-to-char body::            A short overview.
7258 * search-forward::              How to search for a string.
7259 * progn::                       The @code{progn} special form.
7260 * Summing up zap-to-char::      Using @code{point} and @code{search-forward}.
7261 @end menu
7263 @node Complete zap-to-char, zap-to-char interactive, zap-to-char, zap-to-char
7264 @ifnottex
7265 @unnumberedsubsec The Complete @code{zap-to-char} Implementation
7266 @end ifnottex
7268 The GNU Emacs version 19 and version 21 implementations of the
7269 @code{zap-to-char} function are nearly identical in form, and they
7270 work alike.  The function removes the text in the region between the
7271 location of the cursor (i.e., of point) up to and including the next
7272 occurrence of a specified character.  The text that @code{zap-to-char}
7273 removes is put in the kill ring; and it can be retrieved from the kill
7274 ring by typing @kbd{C-y} (@code{yank}).  If the command is given an
7275 argument, it removes text through that number of occurrences.  Thus,
7276 if the cursor were at the beginning of this sentence and the character
7277 were @samp{s}, @samp{Thus} would be removed.  If the argument were
7278 two, @samp{Thus, if the curs} would be removed, up to and including
7279 the @samp{s} in @samp{cursor}.
7281 If the specified character is not found, @code{zap-to-char} will say
7282 ``Search failed'', tell you the character you typed, and not remove
7283 any text.
7285 In order to determine how much text to remove, @code{zap-to-char} uses
7286 a search function.  Searches are used extensively in code that
7287 manipulates text, and we will focus attention on them as well as on the
7288 deletion command.
7290 @need 800
7291 Here is the complete text of the version 19 implementation of the function:
7293 @c v 19
7294 @smallexample
7295 @group
7296 (defun zap-to-char (arg char)  ; version 19 implementation
7297   "Kill up to and including ARG'th occurrence of CHAR.
7298 Goes backward if ARG is negative; error if CHAR not found."
7299   (interactive "*p\ncZap to char: ")
7300   (kill-region (point)
7301                (progn
7302                  (search-forward
7303                   (char-to-string char) nil nil arg)
7304                  (point))))
7305 @end group
7306 @end smallexample
7308 @node zap-to-char interactive, zap-to-char body, Complete zap-to-char, zap-to-char
7309 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7310 @subsection The @code{interactive} Expression
7312 @need 800
7313 The interactive expression in the @code{zap-to-char} command looks like
7314 this:
7316 @smallexample
7317 (interactive "*p\ncZap to char: ")
7318 @end smallexample
7320 The part within quotation marks, @code{"*p\ncZap to char:@: "}, specifies
7321 three different things.  First, and most simply, the asterisk, @samp{*},
7322 causes an error to be signalled if the buffer is read-only.  This means that
7323 if you try @code{zap-to-char} in a read-only buffer you will not be able to
7324 remove text, and you will receive a message that says ``Buffer is
7325 read-only''; your terminal may beep at you as well.
7327 The version 21 implementation does not have the asterisk, @samp{*}.  The
7328 function works the same as in version 19: in both cases, it cannot
7329 remove text from a read-only buffer but the function does copy the
7330 text that would have been removed to the kill ring.  Also, in both
7331 cases, you see an error message.
7333 However, the version 19 implementation copies text from a read-only
7334 buffer only because of a mistake in the implementation of
7335 @code{interactive}.  According to the documentation for
7336 @code{interactive}, the asterisk, @samp{*}, should prevent the
7337 @code{zap-to-char} function from doing anything at all when the buffer
7338 is read only.  In version 19, the function should not copy the text to
7339 the kill ring.  It is a bug that it does.
7341 In version 21, the function is designed to copy the text to the kill
7342 ring; moreover, @code{interactive} is implemented correctly.  So the
7343 asterisk, @samp{*}, had to be removed from the interactive
7344 specification.  However, if you insert an @samp{*} yourself and
7345 evaluate the function definition, then the next time you run the
7346 @code{zap-to-char} function on a read-only buffer, you will not copy
7347 any text.
7349 That change aside, and a change to the documentation, the two versions
7350 of the  @code{zap-to-char} function are identical.
7352 Let us continue with the interactive specification.
7354 The second part of @code{"*p\ncZap to char:@: "} is the @samp{p}.
7355 This part is separated from the next part by a newline, @samp{\n}.
7356 The @samp{p} means that the first argument to the function will be
7357 passed the value of a `processed prefix'.  The prefix argument is
7358 passed by typing @kbd{C-u} and a number, or @kbd{M-} and a number.  If
7359 the function is called interactively without a prefix, 1 is passed to
7360 this argument.
7362 The third part of @code{"*p\ncZap to char:@: "} is @samp{cZap to char:@:
7363 }.  In this part, the lower case @samp{c} indicates that
7364 @code{interactive} expects a prompt and that the argument will be a
7365 character.  The prompt follows the @samp{c} and is the string @samp{Zap
7366 to char:@: } (with a space after the colon to make it look good).
7368 What all this does is prepare the arguments to @code{zap-to-char} so they
7369 are of the right type, and give the user a prompt.
7371 @node zap-to-char body, search-forward, zap-to-char interactive, zap-to-char
7372 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7373 @subsection The Body of @code{zap-to-char}
7375 The body of the @code{zap-to-char} function contains the code that
7376 kills (that is, removes) the text in the region from the current
7377 position of the cursor up to and including the specified character.
7378 The first part of the code looks like this:
7380 @smallexample
7381 (kill-region (point) @dots{}
7382 @end smallexample
7384 @noindent
7385 @code{(point)} is the current position of the cursor.
7387 The next part of the code is an expression using @code{progn}.  The body
7388 of the @code{progn} consists of calls to @code{search-forward} and
7389 @code{point}.
7391 It is easier to understand how @code{progn} works after learning about
7392 @code{search-forward}, so we will look at @code{search-forward} and
7393 then at @code{progn}.
7395 @node search-forward, progn, zap-to-char body, zap-to-char
7396 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7397 @subsection The @code{search-forward} Function
7398 @findex search-forward
7400 The @code{search-forward} function is used to locate the
7401 zapped-for-character in @code{zap-to-char}.  If the search is
7402 successful, @code{search-forward} leaves point immediately after the
7403 last character in the target string.  (In @code{zap-to-char}, the
7404 target string is just one character long.)  If the search is
7405 backwards, @code{search-forward} leaves point just before the first
7406 character in the target.  Also, @code{search-forward} returns @code{t}
7407 for true.  (Moving point is therefore a `side effect'.)
7409 @need 1250
7410 In @code{zap-to-char}, the @code{search-forward} function looks like this:
7412 @smallexample
7413 (search-forward (char-to-string char) nil nil arg)
7414 @end smallexample
7416 The @code{search-forward} function takes four arguments:
7418 @enumerate
7419 @item
7420 The first argument is the target, what is searched for.  This must be a
7421 string, such as @samp{"z"}.
7423 As it happens, the argument passed to @code{zap-to-char} is a single
7424 character.  Because of the way computers are built, the Lisp
7425 interpreter may treat a single character as being different from a
7426 string of characters.  Inside the computer, a single character has a
7427 different electronic format than a string of one character.  (A single
7428 character can often be recorded in the computer using exactly one
7429 byte; but a string may be longer, and the computer needs to be ready
7430 for this.)  Since the @code{search-forward} function searches for a
7431 string, the character that the @code{zap-to-char} function receives as
7432 its argument must be converted inside the computer from one format to
7433 the other; otherwise the @code{search-forward} function will fail.
7434 The @code{char-to-string} function is used to make this conversion.
7436 @item
7437 The second argument bounds the search; it is specified as a position in
7438 the buffer.  In this case, the search can go to the end of the buffer,
7439 so no bound is set and the second argument is @code{nil}.
7441 @item
7442 The third argument tells the function what it should do if the search
7443 fails---it can signal an error (and print a message) or it can return
7444 @code{nil}.  A @code{nil} as the third argument causes the function to
7445 signal an error when the search fails.
7447 @item
7448 The fourth argument to @code{search-forward} is the repeat count---how
7449 many occurrences of the string to look for.  This argument is optional
7450 and if the function is called without a repeat count, this argument is
7451 passed the value 1.  If this argument is negative, the search goes
7452 backwards.
7453 @end enumerate
7455 @need 800
7456 In template form, a @code{search-forward} expression looks like this:
7458 @smallexample
7459 @group
7460 (search-forward "@var{target-string}"
7461                 @var{limit-of-search}
7462                 @var{what-to-do-if-search-fails}
7463                 @var{repeat-count})
7464 @end group
7465 @end smallexample
7467 We will look at @code{progn} next.
7469 @node progn, Summing up zap-to-char, search-forward, zap-to-char
7470 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7471 @subsection The @code{progn} Special Form
7472 @findex progn
7474 @code{progn} is a special form that causes each of its arguments to be
7475 evaluated in sequence and then returns the value of the last one.  The
7476 preceding expressions are evaluated only for the side effects they
7477 perform.  The values produced by them are discarded.
7479 @need 800
7480 The template for a @code{progn} expression is very simple:
7482 @smallexample
7483 @group
7484 (progn
7485   @var{body}@dots{})
7486 @end group
7487 @end smallexample
7489 In @code{zap-to-char}, the @code{progn} expression has to do two things:
7490 put point in exactly the right position; and return the location of
7491 point so that @code{kill-region} will know how far to kill to.
7493 The first argument to the @code{progn} is @code{search-forward}.  When
7494 @code{search-forward} finds the string, the function leaves point
7495 immediately after the last character in the target string.  (In this
7496 case the target string is just one character long.)  If the search is
7497 backwards, @code{search-forward} leaves point just before the first
7498 character in the target.  The movement of point is a side effect.
7500 The second and last argument to @code{progn} is the expression
7501 @code{(point)}.  This expression returns the value of point, which in
7502 this case will be the location to which it has been moved by
7503 @code{search-forward}.  This value is returned by the @code{progn}
7504 expression and is passed to @code{kill-region} as @code{kill-region}'s
7505 second argument.
7507 @node Summing up zap-to-char,  , progn, zap-to-char
7508 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7509 @subsection Summing up @code{zap-to-char}
7511 Now that we have seen how @code{search-forward} and @code{progn} work,
7512 we can see how the @code{zap-to-char} function works as a whole.
7514 The first argument to @code{kill-region} is the position of the cursor
7515 when the @code{zap-to-char} command is given---the value of point at
7516 that time.  Within the @code{progn}, the search function then moves
7517 point to just after the zapped-to-character and @code{point} returns the
7518 value of this location.  The @code{kill-region} function puts together
7519 these two values of point, the first one as the beginning of the region
7520 and the second one as the end of the region, and removes the region.
7522 The @code{progn} special form is necessary because the @code{kill-region}
7523 command takes two arguments; and it would fail if @code{search-forward}
7524 and @code{point} expressions were  written in sequence as two
7525 additional arguments.  The @code{progn} expression is a single argument
7526 to @code{kill-region} and returns the one value that @code{kill-region}
7527 needs for its second argument.
7529 @node kill-region, Digression into C, zap-to-char, Cutting & Storing Text
7530 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7531 @section @code{kill-region}
7532 @findex kill-region
7534 The @code{zap-to-char} function uses the @code{kill-region} function.
7535 This function clips text from a region and copies that text to
7536 the kill ring, from which it may be retrieved.
7538 The Emacs 21 version of that function uses @code{condition-case} and
7539 @code{copy-region-as-kill}, both of which we will explain.
7540 @code{condition-case} is an important special form.
7542 In essence, the @code{kill-region} function calls
7543 @code{condition-case}, which takes three arguments.  In this function,
7544 the first argument does nothing.  The second argument contains the
7545 code that does the work when all goes well.  The third argument
7546 contains the code that is called in the event of an error.
7548 @menu
7549 * Complete kill-region::        The function definition.
7550 * condition-case::              Dealing with a problem.
7551 * delete-and-extract-region::   Doing the work.
7552 @end menu
7554 @node Complete kill-region, condition-case, kill-region, kill-region
7555 @ifnottex
7556 @unnumberedsubsec The Complete @code{kill-region} Definition
7557 @end ifnottex
7559 @need 1200
7560 We will go through the @code{condition-case} code in a moment.  First,
7561 let us look at the original definition of @code{kill-region}, with
7562 comments added (the newer definition has an optional third argument
7563 and is more complex):
7565 @c v 21
7566 @smallexample
7567 @group
7568 (defun kill-region (beg end)
7569   "Kill between point and mark.
7570 The text is deleted but saved in the kill ring."
7571   (interactive "r")
7572 @end group
7574 @group
7575   ;; 1. `condition-case' takes three arguments.
7576   ;;    If the first argument is nil, as it is here,
7577   ;;    information about the error signal is not
7578   ;;    stored for use by another function.
7579   (condition-case nil
7580 @end group
7582 @group
7583       ;; 2. The second argument to `condition-case'
7584       ;;    tells the Lisp interpreter what to do when all goes well.
7585 @end group
7587 @group
7588       ;;    The `delete-and-extract-region' function usually does the
7589       ;;    work.  If the beginning and ending of the region are both
7590       ;;    the same, then the variable `string' will be empty, or nil
7591       (let ((string (delete-and-extract-region beg end)))
7592 @end group
7594 @group
7595         ;; `when' is an `if' clause that cannot take an `else-part'.
7596         ;; Emacs normally sets the value of `last-command' to the
7597         ;; previous command.
7598 @end group
7599 @group
7600         ;; `kill-append' concatenates the new string and the old.
7601         ;; `kill-new' inserts text into a new item in the kill ring.
7602         (when string
7603           (if (eq last-command 'kill-region)
7604               ;; if true, prepend string
7605               (kill-append string (< end beg))
7606             (kill-new string)))
7607         (setq this-command 'kill-region))
7608 @end group
7610 @group
7611     ;; 3. The third argument to `condition-case' tells the interpreter
7612     ;;    what to do with an error.
7613 @end group
7614 @group
7615     ;;    The third argument has a conditions part and a body part.
7616     ;;    If the conditions are met (in this case,
7617     ;;             if text or buffer is read-only)
7618     ;;    then the body is executed.
7619 @end group
7620 @group
7621     ((buffer-read-only text-read-only) ;; this is the if-part
7622      ;; then...
7623      (copy-region-as-kill beg end)
7624 @end group
7625 @group
7626      (if kill-read-only-ok            ;; usually this variable is nil
7627          (message "Read only text copied to kill ring")
7628        ;; or else, signal an error if the buffer is read-only;
7629        (barf-if-buffer-read-only)
7630        ;; and, in any case, signal that the text is read-only.
7631        (signal 'text-read-only (list (current-buffer)))))))
7632 @end group
7633 @end smallexample
7635 @node condition-case, delete-and-extract-region, Complete kill-region, kill-region
7636 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7637 @subsection @code{condition-case}
7638 @findex condition-case
7640 As we have seen earlier (@pxref{Making Errors, , Generate an Error
7641 Message}), when the Emacs Lisp interpreter has trouble evaluating an
7642 expression, it provides you with help; in the jargon, this is called
7643 ``signaling an error''.  Usually, the computer stops the program and
7644 shows you a message.
7646 However, some programs undertake complicated actions.  They should not
7647 simply stop on an error.  In the @code{kill-region} function, the most
7648 likely error is that you will try to kill text that is read-only and
7649 cannot be removed.  So the @code{kill-region} function contains code
7650 to handle this circumstance.  This code, which makes up the body of
7651 the @code{kill-region} function, is inside of a @code{condition-case}
7652 special form.
7654 @need 800
7655 The template for @code{condition-case} looks like this:
7657 @smallexample
7658 @group
7659 (condition-case
7660   @var{var}
7661   @var{bodyform}
7662   @var{error-handler}@dots{})
7663 @end group
7664 @end smallexample
7666 The second argument, @var{bodyform}, is straightforward.  The
7667 @code{condition-case} special form causes the Lisp interpreter to
7668 evaluate the code in @var{bodyform}.  If no error occurs, the special
7669 form returns the code's value and produces the side-effects, if any.
7671 In short, the @var{bodyform} part of a @code{condition-case}
7672 expression determines what should happen when everything works
7673 correctly.
7675 However, if an error occurs, among its other actions, the function
7676 generating the error signal will define one or more error condition
7677 names.
7679 An error handler is the third argument to @code{condition case}.
7680 An error handler has two parts, a @var{condition-name} and a
7681 @var{body}.  If the @var{condition-name} part of an error handler
7682 matches a condition name generated by an error, then the @var{body}
7683 part of the error handler is run.
7685 As you will expect, the @var{condition-name} part of an error handler
7686 may be either a single condition name or a list of condition names.
7688 Also, a complete @code{condition-case} expression may contain more
7689 than one error handler.  When an error occurs, the first applicable
7690 handler is run.
7692 Lastly, the first argument to the @code{condition-case} expression,
7693 the @var{var} argument, is sometimes bound to a variable that
7694 contains information about the error.  However, if that argument is
7695 nil, as is the case in @code{kill-region}, that information is
7696 discarded.
7698 @need 1200
7699 In brief, in the @code{kill-region} function, the code
7700 @code{condition-case} works like this:
7702 @smallexample
7703 @group
7704 @var{If no errors}, @var{run only this code}
7705     @var{but}, @var{if errors}, @var{run this other code}.
7706 @end group
7707 @end smallexample
7709 @node delete-and-extract-region,  , condition-case, kill-region
7710 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7711 @subsection @code{delete-and-extract-region}
7712 @findex delete-and-extract-region
7714 A @code{condition-case} expression has two parts, a part that is
7715 evaluated in the expectation that all will go well, but which may
7716 generate an error; and a part that is evaluated when there is an
7717 error.
7719 First, let us look at the code in @code{kill-region} that is run in
7720 the expectation that all goes well.  This is the core of the function.
7721 The code looks like this:
7723 @smallexample
7724 @group
7725 (let ((string (delete-and-extract-region beg end)))
7726   (when string
7727     (if (eq last-command 'kill-region)
7728         (kill-append string (< end beg))
7729       (kill-new string)))
7730   (setq this-command 'kill-region))
7731 @end group
7732 @end smallexample
7734 It looks complicated because we have the new functions
7735 @code{delete-and-extract-region}, @code{kill-append}, and
7736 @code{kill-new} as well as the new variables,
7737 @code{last-command} and @code{this-command}.
7739 The @code{delete-and-extract-region} function is straightforward.  It
7740 is a built-in function that deletes the text in a region (a side
7741 effect) and also returns that text.  This is the function that
7742 actually removes the text.  (And if it cannot do that, it signals the
7743 error.)
7745 In this @code{let} expression, the text that
7746 @code{delete-and-extract-region} returns is placed in the local
7747 variable called @samp{string}.  This is the text that is removed from
7748 the buffer.  (To be more precise, the variable is set to point to the
7749 address of the extracted text; to say it is `placed in' the variable
7750 is simply a shorthand.)
7752 If the variable @samp{string} does point to text, that text is added
7753 to the kill ring.  The variable will have a @code{nil} value if no
7754 text was removed.
7756 The code uses @code{when} to determine whether the variable
7757 @samp{string} points to text.  A @code{when} statement is simply a
7758 programmers' convenience.  A @code{when} statement is an @code{if}
7759 statement without the possibility of an else clause.  In your mind, you
7760 can replace @code{when} with @code{if} and understand what goes on.
7761 That is what the Lisp interpreter does.
7763 @cindex Macro, lisp
7764 @cindex Lisp macro
7765 Technically speaking, @code{when} is a Lisp macro.  A Lisp @dfn{macro}
7766 enables you to define new control constructs and other language
7767 features.  It tells the interpreter how to compute another Lisp
7768 expression which will in turn compute the value.  In this case, the
7769 `other expression' is an @code{if} expression.  For more about Lisp
7770 macros, see @ref{Macros, , Macros, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
7771 Manual}.  The C programming language also provides macros.  These are
7772 different, but also useful.  We will briefly look at C macros in
7773 @ref{Digression into C}.
7775 @need 1200
7776 If the string has content, then another conditional expression is
7777 executed.  This is an @code{if} with both a then-part and an else-part.
7779 @smallexample
7780 @group
7781 (if (eq last-command 'kill-region)
7782     (kill-append string (< end beg))
7783   (kill-new string)))
7784 @end group
7785 @end smallexample
7787 The then-part is evaluated if the previous command was another call to
7788 @code{kill-region}; if not, the else-part is evaluated.
7790 @code{last-command} is a variable that comes with Emacs that we have
7791 not seen before.  Normally, whenever a function is executed, Emacs
7792 sets the value of @code{last-command} to the previous command.
7794 @need 1200
7795 In this segment of the definition, the @code{if} expression checks
7796 whether the previous command was @code{kill-region}.  If it was,
7798 @smallexample
7799 (kill-append string (< end beg))
7800 @end smallexample
7802 @noindent
7803 concatenates a copy of the newly clipped text to the just previously
7804 clipped text in the kill ring.  (If the @w{@code{(< end beg))}}
7805 expression is true, @code{kill-append} prepends the string to the just
7806 previously clipped text.  For a detailed discussion, see
7807 @ref{kill-append function, , The @code{kill-append} function}.)
7809 If you then yank back the text, i.e., `paste' it, you get both
7810 pieces of text at once.  That way, if you delete two words in a row,
7811 and then yank them back, you get both words, in their proper order,
7812 with one yank.  (The @w{@code{(< end beg))}} expression makes sure the
7813 order is correct.)
7815 On the other hand, if the previous command is not @code{kill-region},
7816 then the @code{kill-new} function is called, which adds the text to
7817 the kill ring as the latest item, and sets the
7818 @code{kill-ring-yank-pointer} variable to point to it.
7820 @node Digression into C, defvar, kill-region, Cutting & Storing Text
7821 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7822 @section Digression into C
7823 @findex delete-and-extract-region
7824 @cindex C, a digression into
7825 @cindex Digression into C
7827 The @code{zap-to-char} command uses the
7828 @code{delete-and-extract-region} function, which in turn uses two
7829 other functions, @code{copy-region-as-kill} and
7830 @code{del_range_1}.  The @code{copy-region-as-kill} function will be
7831 described in a following section; it puts a copy of the region in the
7832 kill ring so it can be yanked back.  (@xref{copy-region-as-kill, ,
7833 @code{copy-region-as-kill}}.)
7835 The @code{delete-and-extract-region} function removes the contents of
7836 a region and you cannot get them back.
7838 Unlike the other code discussed here, @code{delete-and-extract-region}
7839 is not written in Emacs Lisp; it is written in C and is one of the
7840 primitives of the GNU Emacs system.  Since it is very simple, I will
7841 digress briefly from Lisp and describe it here.
7843 @need 1500
7844 Like many of the other Emacs primitives,
7845 @code{delete-and-extract-region} is written as an instance of a C
7846 macro, a macro being a template for code.  The complete macro looks
7847 like this:
7849 @c /usr/local/src/emacs/src/editfns.c
7850 @smallexample
7851 @group
7852 DEFUN ("delete-and-extract-region", Fdelete_and_extract_region,
7853        Sdelete_and_extract_region, 2, 2, 0,
7854   "Delete the text between START and END and return it.")
7855   (start, end)
7856      Lisp_Object start, end;
7858   validate_region (&start, &end);
7859   return del_range_1 (XINT (start), XINT (end), 1, 1);
7861 @end group
7862 @end smallexample
7864 Without going into the details of the macro writing process, let me
7865 point out that this macro starts with the word @code{DEFUN}.  The word
7866 @code{DEFUN} was chosen since the code serves the same purpose as
7867 @code{defun} does in Lisp.  The word @code{DEFUN} is followed by seven
7868 parts inside of parentheses:
7870 @itemize @bullet
7871 @item
7872 The first part is the name given to the function in Lisp,
7873 @code{delete-and-extract-region}.
7875 @item
7876 The second part is the name of the function in C,
7877 @code{Fdelete_and_extract_region}.  By convention, it starts with
7878 @samp{F}.  Since C does not use hyphens in names, underscores are used
7879 instead.
7881 @item
7882 The third part is the name for the C constant structure that records
7883 information on this function for internal use.  It is the name of the
7884 function in C but begins with an @samp{S} instead of an @samp{F}.
7886 @item
7887 The fourth and fifth parts specify the minimum and maximum number of
7888 arguments the function can have.  This function demands exactly 2
7889 arguments.
7891 @item
7892 The sixth part is nearly like the argument that follows the
7893 @code{interactive} declaration in a function written in Lisp: a letter
7894 followed, perhaps, by a prompt.  The only difference from the Lisp is
7895 when the macro is called with no arguments.  Then you write a @code{0}
7896 (which is a `null string'), as in this macro.
7898 If you were to specify arguments, you would place them between
7899 quotation marks.  The C macro for @code{goto-char} includes
7900 @code{"NGoto char: "} in this position to indicate that the function
7901 expects a raw prefix, in this case, a numerical location in a buffer,
7902 and provides a prompt.
7904 @item
7905 The seventh part is a documentation string, just like the one for a
7906 function written in Emacs Lisp, except that every newline must be
7907 written explicitly as @samp{\n} followed by a backslash and carriage
7908 return.
7910 @need 1000
7911 Thus, the first two lines of documentation for  @code{goto-char} are
7912 written like this:
7914 @smallexample
7915 @group
7916   "Set point to POSITION, a number or marker.\n\
7917 Beginning of buffer is position (point-min), end is (point-max).
7918 @end group
7919 @end smallexample
7920 @end itemize
7922 @need 1200
7923 In a C macro, the formal parameters come next, with a statement of
7924 what kind of object they are, followed by what might be called the `body'
7925 of the macro.  For @code{delete-and-extract-region} the `body'
7926 consists of the following two lines:
7928 @smallexample
7929 @group
7930 validate_region (&start, &end);
7931 return del_range_1 (XINT (start), XINT (end), 1, 1);
7932 @end group
7933 @end smallexample
7935 The first function, @code{validate_region} checks whether the values
7936 passed as the beginning and end of the region are the proper type and
7937 are within range.  The second function, @code{del_range_1}, actually
7938 deletes the text.
7940 @code{del_range_1} is a complex function we will not look into.  It
7941 updates the buffer and does other things.
7943 However, it is worth looking at the two arguments passed to
7944 @code{del_range}.  These are @w{@code{XINT (start)}} and @w{@code{XINT
7945 (end)}}.
7947 As far as the C language is concerned, @code{start} and @code{end} are
7948 two integers that mark the beginning and end of the region to be
7949 deleted@footnote{More precisely, and requiring more expert knowledge
7950 to understand, the two integers are of type `Lisp_Object', which can
7951 also be a C union instead of an integer type.}.
7953 In early versions of Emacs, these two numbers were thirty-two bits
7954 long, but the code is slowly being generalized to handle other
7955 lengths.  Three of the available bits are used to specify the type of
7956 information and a fourth bit is used for handling the computer's
7957 memory; the remaining bits are used as `content'.
7959 @samp{XINT} is a C macro that extracts the relevant number from the
7960 longer collection of bits; the four other bits are discarded.
7962 @need 800
7963 The command in @code{delete-and-extract-region} looks like this:
7965 @smallexample
7966 del_range_1 (XINT (start), XINT (end), 1, 1);
7967 @end smallexample
7969 @noindent
7970 It deletes the region between the beginning position, @code{start},
7971 and the ending position, @code{end}.
7973 From the point of view of the person writing Lisp, Emacs is all very
7974 simple; but hidden underneath is a great deal of complexity to make it
7975 all work.
7977 @node defvar, copy-region-as-kill, Digression into C, Cutting & Storing Text
7978 @comment  node-name,  next,  previous,  up
7979 @section Initializing a Variable with @code{defvar}
7980 @findex defvar
7981 @cindex Initializing a variable
7982 @cindex Variable initialization
7984 Unlike the @code{delete-and-extract-region} function, the
7985 @code{copy-region-as-kill} function is written in Emacs Lisp.  Two
7986 functions within it, @code{kill-append} and @code{kill-new}, copy a
7987 region in a buffer and save it in a variable called the
7988 @code{kill-ring}.  This section describes how the @code{kill-ring}
7989 variable is created and initialized using the @code{defvar} special
7990 form.
7992 (Again we note that the term @code{kill-ring} is a misnomer.  The text
7993 that is clipped out of the buffer can be brought back; it is not a ring
7994 of corpses, but a ring of resurrectable text.)
7996 In Emacs Lisp, a variable such as the @code{kill-ring} is created and
7997 given an initial value by using the @code{defvar} special form.  The
7998 name comes from ``define variable''.
8000 The @code{defvar} special form is similar to @code{setq} in that it sets
8001 the value of a variable.  It is unlike @code{setq} in two ways: first,
8002 it only sets the value of the variable if the variable does not already
8003 have a value.  If the variable already has a value, @code{defvar} does
8004 not override the existing value.  Second, @code{defvar} has a
8005 documentation string.
8007 (Another special form, @code{defcustom}, is designed for variables
8008 that people customize.  It has more features than @code{defvar}.
8009 (@xref{defcustom, , Setting Variables with @code{defcustom}}.)
8011 @menu
8012 * See variable current value::
8013 * defvar and asterisk::         An old-time convention.
8014 @end menu
8016 @node See variable current value, defvar and asterisk, defvar, defvar
8017 @ifnottex
8018 @unnumberedsubsec Seeing the Current Value of a Variable
8019 @end ifnottex
8021 You can see the current value of a variable, any variable, by using
8022 the @code{describe-variable} function, which is usually invoked by
8023 typing @kbd{C-h v}.  If you type @kbd{C-h v} and then @code{kill-ring}
8024 (followed by @key{RET}) when prompted, you will see what is in your
8025 current kill ring---this may be quite a lot!  Conversely, if you have
8026 been doing nothing this Emacs session except read this document, you
8027 may have nothing in it.  Also, you will see the documentation for
8028 @code{kill-ring}:
8030 @smallexample
8031 @group
8032 Documentation:
8033 List of killed text sequences.
8034 Since the kill ring is supposed to interact nicely with cut-and-paste
8035 facilities offered by window systems, use of this variable should
8036 @end group
8037 @group
8038 interact nicely with `interprogram-cut-function' and
8039 `interprogram-paste-function'.  The functions `kill-new',
8040 `kill-append', and `current-kill' are supposed to implement this
8041 interaction; you may want to use them instead of manipulating the kill
8042 ring directly.
8043 @end group
8044 @end smallexample
8046 @need 800
8047 The kill ring is defined by a @code{defvar} in the following way:
8049 @smallexample
8050 @group
8051 (defvar kill-ring nil
8052   "List of killed text sequences.
8053 @dots{}")
8054 @end group
8055 @end smallexample
8057 @noindent
8058 In this variable definition, the variable is given an initial value of
8059 @code{nil}, which makes sense, since if you have saved nothing, you want
8060 nothing back if you give a @code{yank} command.  The documentation
8061 string is written just like the documentation string of a @code{defun}.
8062 As with the documentation string of the @code{defun}, the first line of
8063 the documentation should be a complete sentence, since some commands,
8064 like @code{apropos}, print only the first line of documentation.
8065 Succeeding lines should not be indented; otherwise they look odd when
8066 you use @kbd{C-h v} (@code{describe-variable}).
8068 @node defvar and asterisk,  , See variable current value, defvar
8069 @subsection @code{defvar} and an asterisk
8070 @findex defvar @r{for a user customizable variable}
8071 @findex defvar @r{with an asterisk}
8073 In the past, Emacs used the @code{defvar} special form both for
8074 internal variables that you would not expect a user to change and for
8075 variables that you do expect a user to change.  Although you can still
8076 use @code{defvar} for user customizable variables, please use
8077 @code{defcustom} instead, since that special form provides a path into
8078 the Customization commands.  (@xref{defcustom, , Specifying Variables
8079 using @code{defcustom}}.)
8081 When you specified a variable using the @code{defvar} special form,
8082 you could distinguish a readily settable variable from others by
8083 typing an asterisk, @samp{*}, in the first column of its documentation
8084 string.  For example:
8086 @smallexample
8087 @group
8088 (defvar shell-command-default-error-buffer nil
8089   "*Buffer name for `shell-command' @dots{} error output.
8090 @dots{} ")
8091 @end group
8092 @end smallexample
8094 @findex set-variable
8095 @noindent
8096 You could (and still can) use the @code{set-variable} command to
8097 change the value of @code{shell-command-default-error-buffer}
8098 temporarily.  However, options set using @code{set-variable} are set
8099 only for the duration of your editing session.  The new values are not
8100 saved between sessions.  Each time Emacs starts, it reads the original
8101 value, unless you change the value within your @file{.emacs} file,
8102 either by setting it manually or by using @code{customize}.
8103 @xref{Emacs Initialization, , Your @file{.emacs} File}.
8105 For me, the major use of the @code{set-variable} command is to suggest
8106 variables that I might want to set in my @file{.emacs} file.  There
8107 are now more than 700 such variables --- far too many to remember
8108 readily.  Fortunately, you can press @key{TAB} after calling the
8109 @code{M-x set-variable} command to see the list of variables.
8110 (@xref{Examining, , Examining and Setting Variables, emacs,
8111 The GNU Emacs Manual}.)
8113 @node copy-region-as-kill, cons & search-fwd Review, defvar, Cutting & Storing Text
8114 @comment  node-name,  next,  previous,  up
8115 @section @code{copy-region-as-kill}
8116 @findex copy-region-as-kill
8117 @findex nthcdr
8119 The @code{copy-region-as-kill} function copies a region of text from a
8120 buffer and (via either @code{kill-append} or @code{kill-new}) saves it
8121 in the @code{kill-ring}.
8123 If you call @code{copy-region-as-kill} immediately after a
8124 @code{kill-region} command, Emacs appends the newly copied text to the
8125 previously copied text.  This means that if you yank back the text, you
8126 get it all, from both this and the previous operation.  On the other
8127 hand, if some other command precedes the @code{copy-region-as-kill},
8128 the function copies the text into a separate entry in the kill ring.
8130 @menu
8131 * Complete copy-region-as-kill::  The complete function definition.
8132 * copy-region-as-kill body::    The body of @code{copy-region-as-kill}.
8133 @end menu
8135 @node Complete copy-region-as-kill, copy-region-as-kill body, copy-region-as-kill, copy-region-as-kill
8136 @ifnottex
8137 @unnumberedsubsec The complete @code{copy-region-as-kill} function definition
8138 @end ifnottex
8140 @need 1200
8141 Here is the complete text of the version 21 @code{copy-region-as-kill}
8142 function:
8144 @c !!! for no text properties, use buffer-substring-no-properties
8146 @smallexample
8147 @group
8148 (defun copy-region-as-kill (beg end)
8149   "Save the region as if killed, but don't kill it.
8150 In Transient Mark mode, deactivate the mark.
8151 If `interprogram-cut-function' is non-nil, also save
8152 the text for a window system cut and paste."
8153   (interactive "r")
8154 @end group
8155 @group
8156   (if (eq last-command 'kill-region)
8157       (kill-append (buffer-substring beg end) (< end beg))
8158     (kill-new (buffer-substring beg end)))
8159 @end group
8160 @group
8161   (if transient-mark-mode
8162       (setq deactivate-mark t))
8163   nil)
8164 @end group
8165 @end smallexample
8167 @need 800
8168 As usual, this function can be divided into its component parts:
8170 @smallexample
8171 @group
8172 (defun copy-region-as-kill (@var{argument-list})
8173   "@var{documentation}@dots{}"
8174   (interactive "r")
8175   @var{body}@dots{})
8176 @end group
8177 @end smallexample
8179 The arguments are @code{beg} and @code{end} and the function is
8180 interactive with @code{"r"}, so the two arguments must refer to the
8181 beginning and end of the region.  If you have been reading though this
8182 document from the beginning, understanding these parts of a function is
8183 almost becoming routine.
8185 The documentation is somewhat confusing unless you remember that the
8186 word `kill' has a meaning different from its usual meaning.  The
8187 `Transient Mark' and @code{interprogram-cut-function} comments explain
8188 certain side-effects.
8190 After you once set a mark, a buffer always contains a region.  If you
8191 wish, you can use Transient Mark mode to highlight the region
8192 temporarily.  (No one wants to highlight the region all the time, so
8193 Transient Mark mode highlights it only at appropriate times.  Many
8194 people turn off Transient Mark mode, so the region is never
8195 highlighted.)
8197 Also, a windowing system allows you to copy, cut, and paste among
8198 different programs.  In the X windowing system, for example, the
8199 @code{interprogram-cut-function} function is @code{x-select-text},
8200 which works with the windowing system's equivalent of the Emacs kill
8201 ring.
8203 The body of the @code{copy-region-as-kill} function starts with an
8204 @code{if} clause.  What this clause does is distinguish between two
8205 different situations: whether or not this command is executed
8206 immediately after a previous @code{kill-region} command.  In the first
8207 case, the new region is appended to the previously copied text.
8208 Otherwise, it is inserted into the beginning of the kill ring as a
8209 separate piece of text from the previous piece.
8211 The last two lines of the function prevent the region from lighting up
8212 if Transient Mark mode is turned on.
8214 The body of @code{copy-region-as-kill} merits discussion in detail.
8216 @node copy-region-as-kill body,  , Complete copy-region-as-kill, copy-region-as-kill
8217 @comment  node-name,  next,  previous,  up
8218 @subsection The Body of @code{copy-region-as-kill}
8220 The @code{copy-region-as-kill} function works in much the same way as
8221 the @code{kill-region} function (@pxref{kill-region,
8222 ,@code{kill-region}}).  Both are written so that two or more kills in
8223 a row combine their text into a single entry.  If you yank back the
8224 text from the kill ring, you get it all in one piece.  Moreover, kills
8225 that kill forward from the current position of the cursor are added to
8226 the end of the previously copied text and commands that copy text
8227 backwards add it to the beginning of the previously copied text.  This
8228 way, the words in the text stay in the proper order.
8230 Like @code{kill-region}, the @code{copy-region-as-kill} function makes
8231 use of the @code{last-command} variable that keeps track of the
8232 previous Emacs command.
8234 @menu
8235 * last-command & this-command::
8236 * kill-append function::
8237 * kill-new function::
8238 @end menu
8240 @node last-command & this-command, kill-append function, copy-region-as-kill body, copy-region-as-kill body
8241 @ifnottex
8242 @unnumberedsubsubsec @code{last-command} and @code{this-command}
8243 @end ifnottex
8245 Normally, whenever a function is executed, Emacs sets the value of
8246 @code{this-command} to the function being executed (which in this case
8247 would be @code{copy-region-as-kill}).  At the same time, Emacs sets
8248 the value of @code{last-command} to the previous value of
8249 @code{this-command}.
8251 In the first part of the body of the @code{copy-region-as-kill}
8252 function, an @code{if} expression determines whether the value of
8253 @code{last-command} is @code{kill-region}.  If so, the then-part of
8254 the @code{if} expression is evaluated; it uses the @code{kill-append}
8255 function to concatenate the text copied at this call to the function
8256 with the text already in the first element (the @sc{car}) of the kill
8257 ring.  On the other hand, if the value of @code{last-command} is not
8258 @code{kill-region}, then the @code{copy-region-as-kill} function
8259 attaches a new element to the kill ring using the @code{kill-new}
8260 function.
8262 @need 1250
8263 The @code{if} expression reads as follows; it uses @code{eq}, which is
8264 a function we have not yet seen:
8266 @smallexample
8267 @group
8268   (if (eq last-command 'kill-region)
8269       ;; @r{then-part}
8270       (kill-append (buffer-substring beg end) (< end beg))
8271     ;; @r{else-part}
8272     (kill-new (buffer-substring beg end)))
8273 @end group
8274 @end smallexample
8276 @findex eq @r{(example of use)}
8277 @noindent
8278 The @code{eq} function tests whether its first argument is the same Lisp
8279 object as its second argument.  The @code{eq} function is similar to the
8280 @code{equal} function in that it is used to test for equality, but
8281 differs in that it determines whether two representations are actually
8282 the same object inside the computer, but with different names.
8283 @code{equal} determines whether the structure and contents of two
8284 expressions are the same.
8286 If the previous command was @code{kill-region}, then the Emacs Lisp
8287 interpreter calls the @code{kill-append} function
8289 @node kill-append function, kill-new function, last-command & this-command, copy-region-as-kill body
8290 @unnumberedsubsubsec The @code{kill-append} function
8291 @findex kill-append
8293 @need 800
8294 The @code{kill-append} function looks like this:
8296 @smallexample
8297 @group
8298 (defun kill-append (string before-p)
8299   "Append STRING to the end of the latest kill in the kill ring.
8300 If BEFORE-P is non-nil, prepend STRING to the kill.
8301 If `interprogram-cut-function' is set, pass the resulting kill to
8302 it."
8303   (kill-new (if before-p
8304                 (concat string (car kill-ring))
8305               (concat (car kill-ring) string))
8306             t))
8307 @end group
8308 @end smallexample
8310 @noindent
8311 The @code{kill-append} function is fairly straightforward.  It uses
8312 the @code{kill-new} function, which we will discuss in more detail in
8313 a moment.
8315 First, let us look at the conditional that is one of the two arguments
8316 to @code{kill-new}.  It uses @code{concat} to concatenate the new text
8317 to the @sc{car} of the kill ring.  Whether it prepends or appends the
8318 text depends on the results of an @code{if} expression:
8320 @smallexample
8321 @group
8322 (if before-p                            ; @r{if-part}
8323     (concat string (car kill-ring))     ; @r{then-part}
8324   (concat (car kill-ring) string))      ; @r{else-part}
8325 @end group
8326 @end smallexample
8328 @noindent
8329 If the region being killed is before the region that was killed in the
8330 last command, then it should be prepended before the material that was
8331 saved in the previous kill; and conversely, if the killed text follows
8332 what was just killed, it should be appended after the previous text.
8333 The @code{if} expression depends on the predicate @code{before-p} to
8334 decide whether the newly saved text should be put before or after the
8335 previously saved text.
8337 The symbol @code{before-p} is the name of one of the arguments to
8338 @code{kill-append}.  When the @code{kill-append} function is
8339 evaluated, it is bound to the value returned by evaluating the actual
8340 argument.  In this case, this is the expression @code{(< end beg)}.
8341 This expression does not directly determine whether the killed text in
8342 this command is located before or after the kill text of the last
8343 command; what it does is determine whether the value of the variable
8344 @code{end} is less than the value of the variable @code{beg}.  If it
8345 is, it means that the user is most likely heading towards the
8346 beginning of the buffer.  Also, the result of evaluating the predicate
8347 expression, @code{(< end beg)}, will be true and the text will be
8348 prepended before the previous text.  On the other hand, if the value of
8349 the variable @code{end} is greater than the value of the variable
8350 @code{beg}, the text will be appended after the previous text.
8352 @need 800
8353 When the newly saved text will be prepended, then the string with the new
8354 text will be concatenated before the old text:
8356 @smallexample
8357 (concat string (car kill-ring))
8358 @end smallexample
8360 @need 1200
8361 @noindent
8362 But if the text will be appended, it will be concatenated
8363 after the old text:
8365 @smallexample
8366 (concat (car kill-ring) string))
8367 @end smallexample
8369 To understand how this works, we first need to review the
8370 @code{concat} function.  The @code{concat} function links together or
8371 unites two strings of text.  The result is a string.  For example:
8373 @smallexample
8374 @group
8375 (concat "abc" "def")
8376      @result{} "abcdef"
8377 @end group
8379 @group
8380 (concat "new "
8381         (car '("first element" "second element")))
8382      @result{} "new first element"
8384 (concat (car
8385         '("first element" "second element")) " modified")
8386      @result{} "first element modified"
8387 @end group
8388 @end smallexample
8390 We can now make sense of @code{kill-append}: it modifies the contents
8391 of the kill ring.  The kill ring is a list, each element of which is
8392 saved text.  The @code{kill-append} function uses the @code{kill-new}
8393 function which in turn uses the @code{setcar} function.
8395 @node kill-new function,  , kill-append function, copy-region-as-kill body
8396 @unnumberedsubsubsec The @code{kill-new} function
8397 @findex kill-new
8399 @need 1200
8400 The @code{kill-new} function looks like this:
8402 @smallexample
8403 @group
8404 (defun kill-new (string &optional replace)
8405   "Make STRING the latest kill in the kill ring.
8406 Set the kill-ring-yank pointer to point to it.
8407 If `interprogram-cut-function' is non-nil, apply it to STRING.
8408 Optional second argument REPLACE non-nil means that STRING will replace
8409 the front of the kill ring, rather than being added to the list."
8410 @end group
8411 @group
8412   (and (fboundp 'menu-bar-update-yank-menu)
8413        (menu-bar-update-yank-menu string (and replace (car kill-ring))))
8414 @end group
8415 @group
8416   (if (and replace kill-ring)
8417       (setcar kill-ring string)
8418     (setq kill-ring (cons string kill-ring))
8419     (if (> (length kill-ring) kill-ring-max)
8420         (setcdr (nthcdr (1- kill-ring-max) kill-ring) nil)))
8421 @end group
8422 @group
8423   (setq kill-ring-yank-pointer kill-ring)
8424   (if interprogram-cut-function
8425       (funcall interprogram-cut-function string (not replace))))
8426 @end group
8427 @end smallexample
8429 As usual, we can look at this function in parts.
8431 @need 1200
8432 The first line of the documentation makes sense:
8434 @smallexample
8435 Make STRING the latest kill in the kill ring.
8436 @end smallexample
8438 @noindent
8439 Let's skip over the rest of the documentation for the moment.
8441 Also, let's skip over the first two lines of code, those involving
8442 @code{menu-bar-update-yank-menu}.  We will explain them below.
8444 @need 1200
8445 The critical lines are these:
8447 @smallexample
8448 @group
8449   (if (and replace kill-ring)
8450       ;; @r{then}
8451       (setcar kill-ring string)
8452 @end group
8453 @group
8454     ;; @r{else}
8455     (setq kill-ring (cons string kill-ring))
8456     (if (> (length kill-ring) kill-ring-max)
8457         ;; @r{avoid overly long kill ring}
8458         (setcdr (nthcdr (1- kill-ring-max) kill-ring) nil)))
8459 @end group
8460 @group
8461   (setq kill-ring-yank-pointer kill-ring)
8462   (if interprogram-cut-function
8463       (funcall interprogram-cut-function string (not replace))))
8464 @end group
8465 @end smallexample
8467 The conditional test is @w{@code{(and replace kill-ring)}}.
8468 This will be true when two conditions are met:  the kill ring has
8469 something in it, and the @code{replace} variable is true.
8471 @need 1250
8472 The @code{kill-append} function sets @code{replace} to be true; then,
8473 when the kill ring has at least one item in it, the @code{setcar}
8474 expression is executed:
8476 @smallexample
8477 (setcar kill-ring string)
8478 @end smallexample
8480 The @code{setcar} function actually changes the first element of the
8481 @code{kill-ring} list to the value of @code{string}.  It replaces the
8482 first element.
8484 On the other hand, if the kill ring is empty, or replace is false, the
8485 else-part of the condition is executed:
8487 @smallexample
8488 @group
8489 (setq kill-ring (cons string kill-ring))
8490 (if (> (length kill-ring) kill-ring-max)
8491     (setcdr (nthcdr (1- kill-ring-max) kill-ring) nil))
8492 @end group
8493 @end smallexample
8495 @noindent
8496 This expression first constructs a new version of the kill ring by
8497 prepending @code{string} to the existing kill ring as a new element.
8498 Then it executes a second @code{if} clause.  This second @code{if}
8499 clause keeps the kill ring from growing too long.
8501 Let's look at these two expressions in order.
8503 The @code{setq} line of the else-part sets the new value of the kill
8504 ring to what results from adding the string being killed to the old kill
8505 ring.
8507 @need 800
8508 We can see how this works with an example:
8510 @smallexample
8511 (setq example-list '("here is a clause" "another clause"))
8512 @end smallexample
8514 @need 1200
8515 @noindent
8516 After evaluating this expression with @kbd{C-x C-e}, you can evaluate
8517 @code{example-list} and see what it returns:
8519 @smallexample
8520 @group
8521 example-list
8522      @result{} ("here is a clause" "another clause")
8523 @end group
8524 @end smallexample
8526 @need 1200
8527 @noindent
8528 Now, we can add a new element on to this list by evaluating the
8529 following expression:
8530 @findex cons, @r{example}
8532 @smallexample
8533 (setq example-list (cons "a third clause" example-list))
8534 @end smallexample
8536 @need 800
8537 @noindent
8538 When we evaluate @code{example-list}, we find its value is:
8540 @smallexample
8541 @group
8542 example-list
8543      @result{} ("a third clause" "here is a clause" "another clause")
8544 @end group
8545 @end smallexample
8547 @noindent
8548 Thus, the third clause was added to the list by @code{cons}.
8550 @need 1200
8551 This is exactly similar to what the @code{setq} and @code{cons} do in
8552 the function.  Here is the line again:
8554 @smallexample
8555 (setq kill-ring (cons string kill-ring))
8556 @end smallexample
8558 @need 1200
8559 Now for the second part of the @code{if} clause.  This expression
8560 keeps the kill ring from growing too long.  It looks like this:
8562 @smallexample
8563 @group
8564 (if (> (length kill-ring) kill-ring-max)
8565     (setcdr (nthcdr (1- kill-ring-max) kill-ring) nil))
8566 @end group
8567 @end smallexample
8569 The code checks whether the length of the kill ring is greater than
8570 the maximum permitted length.  This is the value of
8571 @code{kill-ring-max} (which is 60, by default).  If the length of the
8572 kill ring is too long, then this code sets the last element of the
8573 kill ring to @code{nil}.  It does this by using two functions,
8574 @code{nthcdr} and @code{setcdr}.
8576 We looked at @code{setcdr} earlier (@pxref{setcdr, , @code{setcdr}}).
8577 It sets the @sc{cdr} of a list, just as @code{setcar} sets the
8578 @sc{car} of a list.  In this case, however, @code{setcdr} will not be
8579 setting the @sc{cdr} of the whole kill ring; the @code{nthcdr}
8580 function is used to cause it to set the @sc{cdr} of the next to last
8581 element of the kill ring---this means that since the @sc{cdr} of the
8582 next to last element is the last element of the kill ring, it will set
8583 the last element of the kill ring.
8585 @findex nthcdr, @r{example}
8586 The @code{nthcdr} function works by repeatedly taking the @sc{cdr} of a
8587 list---it takes the @sc{cdr} of the @sc{cdr} of the @sc{cdr}
8588 @dots{}  It does this @var{N} times and returns the results.
8590 @findex setcdr, @r{example}
8591 Thus, if we had a four element list that was supposed to be three
8592 elements long, we could set the @sc{cdr} of the next to last element
8593 to @code{nil}, and thereby shorten the list.  (If you sent the last
8594 element to some other value than @code{nil}, which you could do, then
8595 you would not have shortened the list.)
8597 You can see shortening by evaluating the following three expressions
8598 in turn.  First set the value of @code{trees} to @code{(maple oak pine
8599 birch)}, then set the @sc{cdr} of its second @sc{cdr} to @code{nil}
8600 and then find the value of @code{trees}:
8602 @smallexample
8603 @group
8604 (setq trees '(maple oak pine birch))
8605      @result{} (maple oak pine birch)
8606 @end group
8608 @group
8609 (setcdr (nthcdr 2 trees) nil)
8610      @result{} nil
8612 trees
8613      @result{} (maple oak pine)
8614 @end group
8615 @end smallexample
8617 @noindent
8618 (The value returned by the @code{setcdr} expression is @code{nil} since
8619 that is what the @sc{cdr} is set to.)
8621 To repeat, in @code{kill-new}, the @code{nthcdr} function takes the
8622 @sc{cdr} a number of times that is one less than the maximum permitted
8623 size of the kill ring and sets the @sc{cdr} of that element (which
8624 will be the rest of the elements in the kill ring) to @code{nil}.
8625 This prevents the kill ring from growing too long.
8627 @need 800
8628 The next to last expression in the @code{kill-new} function is
8630 @smallexample
8631 (setq kill-ring-yank-pointer kill-ring)
8632 @end smallexample
8634 The @code{kill-ring-yank-pointer} is a global variable that is set to be
8635 the @code{kill-ring}.
8637 Even though the @code{kill-ring-yank-pointer} is called a
8638 @samp{pointer}, it is a variable just like the kill ring.  However, the
8639 name has been chosen to help humans understand how the variable is used.
8640 The variable is used in functions such as @code{yank} and
8641 @code{yank-pop} (@pxref{Yanking, , Yanking Text Back}).
8643 @need 1200
8644 Now, to return to the first two lines in the body of the function:
8646 @smallexample
8647 @group
8648   (and (fboundp 'menu-bar-update-yank-menu)
8649        (menu-bar-update-yank-menu string (and replace (car kill-ring))))
8650 @end group
8651 @end smallexample
8653 @noindent
8654 This is an expression whose first element is the function @code{and}.
8656 @findex and, @r{introduced}
8657 The @code{and} special form evaluates each of its arguments until one of
8658 the arguments returns a value of @code{nil}, in which case the
8659 @code{and} expression returns @code{nil}; however, if none of the
8660 arguments returns a value of @code{nil}, the value resulting from
8661 evaluating the last argument is returned.  (Since such a value is not
8662 @code{nil}, it is considered true in Emacs Lisp.)  In other words, an
8663 @code{and} expression returns a true value only if all its arguments
8664 are true.
8665 @findex and
8667 In this case, the expression tests first to see whether
8668 @code{menu-bar-update-yank-menu} exists as a function, and if so,
8669 calls it.  The @code{fboundp} function returns true if the symbol it
8670 is testing has a function definition that `is not void'.  If the
8671 symbol's function definition were void, we would receive an error
8672 message, as we did when we created errors intentionally (@pxref{Making
8673 Errors, , Generate an Error Message}).
8675 @need 1200
8676 Essentially, the @code{and} is an @code{if} expression that reads like
8677 this:
8679 @smallexample
8680 @group
8681 if @var{the-menu-bar-function-exists}
8682   then @var{execute-it}
8683 @end group
8684 @end smallexample
8686 @code{menu-bar-update-yank-menu} is one of the functions that make it
8687 possible to use the `Select and Paste' menu in the Edit item of a menu
8688 bar; using a mouse, you can look at the various pieces of text you
8689 have saved and select one piece to paste.
8691 Finally, the last expression in the @code{kill-new} function adds the
8692 newly copied string to whatever facility exists for copying and
8693 pasting among different programs running in a windowing system.  In
8694 the X Windowing system, for example, the @code{x-select-text} function
8695 takes the string and stores it in memory operated by X.  You can paste
8696 the string in another program, such as an Xterm.
8698 @need 1200
8699 The expression looks like this:
8701 @smallexample
8702 @group
8703   (if interprogram-cut-function
8704       (funcall interprogram-cut-function string (not replace))))
8705 @end group
8706 @end smallexample
8708 If an @code{interprogram-cut-function} exists, then Emacs executes
8709 @code{funcall}, which in turn calls its first argument as a function
8710 and passes the remaining arguments to it.  (Incidentally, as far as I
8711 can see, this @code{if} expression could be replaced by an @code{and}
8712 expression similar to the one in the first part of the function.)
8714 We are not going to discuss windowing systems and other programs
8715 further, but merely note that this is a mechanism that enables GNU
8716 Emacs to work easily and well with other programs.
8718 This code for placing text in the kill ring, either concatenated with
8719 an existing element or as a new element, leads us to the code for
8720 bringing back text that has been cut out of the buffer---the yank
8721 commands.  However, before discussing the yank commands, it is better
8722 to learn how lists are implemented in a computer.  This will make
8723 clear such mysteries as the use of the term `pointer'.
8725 @need 1250
8726 @node cons & search-fwd Review, search Exercises, copy-region-as-kill, Cutting & Storing Text
8727 @comment  node-name,  next,  previous,  up
8728 @section Review
8730 Here is a brief summary of some recently introduced functions.
8732 @table @code
8733 @item car
8734 @itemx cdr
8735 @code{car} returns the first element of a list; @code{cdr} returns the
8736 second and subsequent elements of a list.
8738 @need 1250
8739 For example:
8741 @smallexample
8742 @group
8743 (car '(1 2 3 4 5 6 7))
8744      @result{} 1
8745 (cdr '(1 2 3 4 5 6 7))
8746      @result{} (2 3 4 5 6 7)
8747 @end group
8748 @end smallexample
8750 @item cons
8751 @code{cons} constructs a list by prepending its first argument to its
8752 second argument.
8754 @need 1250
8755 For example:
8757 @smallexample
8758 @group
8759 (cons 1 '(2 3 4))
8760      @result{} (1 2 3 4)
8761 @end group
8762 @end smallexample
8764 @item nthcdr
8765 Return the result of taking @sc{cdr} `n' times on a list.
8766 @iftex
8768 @tex
8769 $n^{th}$
8770 @end tex
8771 @code{cdr}.
8772 @end iftex
8773 The `rest of the rest', as it were.
8775 @need 1250
8776 For example:
8778 @smallexample
8779 @group
8780 (nthcdr 3 '(1 2 3 4 5 6 7))
8781      @result{} (4 5 6 7)
8782 @end group
8783 @end smallexample
8785 @item setcar
8786 @itemx setcdr
8787 @code{setcar} changes the first element of a list; @code{setcdr}
8788 changes the second and subsequent elements of a list.
8790 @need 1250
8791 For example:
8793 @smallexample
8794 @group
8795 (setq triple '(1 2 3))
8797 (setcar triple '37)
8799 triple
8800      @result{} (37 2 3)
8802 (setcdr triple '("foo" "bar"))
8804 triple
8805      @result{} (37 "foo" "bar")
8806 @end group
8807 @end smallexample
8809 @item progn
8810 Evaluate each argument in sequence and then return the value of the
8811 last.
8813 @need 1250
8814 For example:
8816 @smallexample
8817 @group
8818 (progn 1 2 3 4)
8819      @result{} 4
8820 @end group
8821 @end smallexample
8823 @item save-restriction
8824 Record whatever narrowing is in effect in the current buffer, if any,
8825 and restore that narrowing after evaluating the arguments.
8827 @item search-forward
8828 Search for a string, and if the string is found, move point.
8830 @need 1250
8831 @noindent
8832 Takes four arguments:
8834 @enumerate
8835 @item
8836 The string to search for.
8838 @item
8839 Optionally, the limit of the search.
8841 @item
8842 Optionally, what to do if the search fails, return @code{nil} or an
8843 error message.
8845 @item
8846 Optionally, how many times to repeat the search; if negative, the
8847 search goes backwards.
8848 @end enumerate
8850 @item kill-region
8851 @itemx delete-and-extract-region
8852 @itemx copy-region-as-kill
8854 @code{kill-region} cuts the text between point and mark from the
8855 buffer and stores that text in the kill ring, so you can get it back
8856 by yanking.
8858 @code{delete-and-extract-region} removes the text between point and
8859 mark from the buffer and throws it away.  You cannot get it back.
8861 @code{copy-region-as-kill} copies the text between point and mark into
8862 the kill ring, from which you can get it by yanking.  The function
8863 does not cut or remove the text from the buffer.
8864 @end table
8866 @need 1500
8867 @node search Exercises,  , cons & search-fwd Review, Cutting & Storing Text
8868 @section Searching Exercises
8870 @itemize @bullet
8871 @item
8872 Write an interactive function that searches for a string.  If the
8873 search finds the string, leave point after it and display a message
8874 that says ``Found!''.  (Do not use @code{search-forward} for the name
8875 of this function; if you do, you will overwrite the existing version of
8876 @code{search-forward} that comes with Emacs.  Use a name such as
8877 @code{test-search} instead.)
8879 @item
8880 Write a function that prints the third element of the kill ring in the
8881 echo area, if any; if the kill ring does not contain a third element,
8882 print an appropriate message.
8883 @end itemize
8885 @node List Implementation, Yanking, Cutting & Storing Text, Top
8886 @comment  node-name,  next,  previous,  up
8887 @chapter How Lists are Implemented
8888 @cindex Lists in a computer
8890 In Lisp, atoms are recorded in a straightforward fashion; if the
8891 implementation is not straightforward in practice, it is, nonetheless,
8892 straightforward in theory.  The atom @samp{rose}, for example, is
8893 recorded as the four contiguous letters @samp{r}, @samp{o}, @samp{s},
8894 @samp{e}.  A list, on the other hand, is kept differently.  The mechanism
8895 is equally simple, but it takes a moment to get used to the idea.  A
8896 list is kept using a series of pairs of pointers.  In the series, the
8897 first pointer in each pair points to an atom or to another list, and the
8898 second pointer in each pair points to the next pair, or to the symbol
8899 @code{nil}, which marks the end of the list.
8901 A pointer itself is quite simply the electronic address of what is
8902 pointed to.  Hence, a list is kept as a series of electronic addresses.
8904 @menu
8905 * Lists diagrammed::
8906 * Symbols as Chest::            Exploring a powerful metaphor.
8907 * List Exercise::
8908 @end menu
8910 @node Lists diagrammed, Symbols as Chest, List Implementation, List Implementation
8911 @ifnottex
8912 @unnumberedsec Lists diagrammed
8913 @end ifnottex
8915 For example, the list @code{(rose violet buttercup)} has three elements,
8916 @samp{rose}, @samp{violet}, and @samp{buttercup}.  In the computer, the
8917 electronic address of @samp{rose} is recorded in a segment of computer
8918 memory along with the address that gives the electronic address of where
8919 the atom @samp{violet} is located; and that address (the one that tells
8920 where @samp{violet} is located) is kept along with an address that tells
8921 where the address for the atom @samp{buttercup} is located.
8923 @need 1200
8924 This sounds more complicated than it is and is easier seen in a diagram:
8926 @c clear print-postscript-figures
8927 @c !!! cons-cell-diagram #1
8928 @ifnottex
8929 @smallexample
8930 @group
8931     ___ ___      ___ ___      ___ ___
8932    |___|___|--> |___|___|--> |___|___|--> nil
8933      |            |            |
8934      |            |            |
8935       --> rose     --> violet   --> buttercup
8936 @end group
8937 @end smallexample
8938 @end ifnottex
8939 @ifset print-postscript-figures
8940 @sp 1
8941 @tex
8942 @image{cons-1}
8943 %%%% old method of including an image
8944 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
8945 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-1.eps}}
8946 % \catcode`\@=0 %
8947 @end tex
8948 @sp 1
8949 @end ifset
8950 @ifclear print-postscript-figures
8951 @iftex
8952 @smallexample
8953 @group
8954     ___ ___      ___ ___      ___ ___
8955    |___|___|--> |___|___|--> |___|___|--> nil
8956      |            |            |
8957      |            |            |
8958       --> rose     --> violet   --> buttercup
8959 @end group
8960 @end smallexample
8961 @end iftex
8962 @end ifclear
8964 @noindent
8965 In the diagram, each box represents a word of computer memory that
8966 holds a Lisp object, usually in the form of a memory address.  The boxes,
8967 i.e.@: the addresses, are in pairs.  Each arrow points to what the address
8968 is the address of, either an atom or another pair of addresses.  The
8969 first box is the electronic address of @samp{rose} and the arrow points
8970 to @samp{rose}; the second box is the address of the next pair of boxes,
8971 the first part of which is the address of @samp{violet} and the second
8972 part of which is the address of the next pair.  The very last box
8973 points to the symbol @code{nil}, which marks the end of the list.
8975 @need 1200
8976 When a variable is set to a list with a function such as @code{setq},
8977 it stores the address of the first box in the variable.  Thus,
8978 evaluation of the expression
8980 @smallexample
8981 (setq bouquet '(rose violet buttercup))
8982 @end smallexample
8984 @need 1250
8985 @noindent
8986 creates a situation like this:
8988 @c cons-cell-diagram #2
8989 @ifnottex
8990 @smallexample
8991 @group
8992 bouquet
8993      |
8994      |     ___ ___      ___ ___      ___ ___
8995       --> |___|___|--> |___|___|--> |___|___|--> nil
8996             |            |            |
8997             |            |            |
8998              --> rose     --> violet   --> buttercup
8999 @end group
9000 @end smallexample
9001 @end ifnottex
9002 @ifset print-postscript-figures
9003 @sp 1
9004 @tex
9005 @image{cons-2}
9006 %%%% old method of including an image
9007 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9008 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-2.eps}}
9009 % \catcode`\@=0 %
9010 @end tex
9011 @sp 1
9012 @end ifset
9013 @ifclear print-postscript-figures
9014 @iftex
9015 @smallexample
9016 @group
9017 bouquet
9018      |
9019      |     ___ ___      ___ ___      ___ ___
9020       --> |___|___|--> |___|___|--> |___|___|--> nil
9021             |            |            |
9022             |            |            |
9023              --> rose     --> violet   --> buttercup
9024 @end group
9025 @end smallexample
9026 @end iftex
9027 @end ifclear
9029 @noindent
9030 In this example, the symbol @code{bouquet} holds the address of the first
9031 pair of boxes.
9033 @need 1200
9034 This same list can be illustrated in a different sort of box notation
9035 like this:
9037 @c cons-cell-diagram #2a
9038 @ifnottex
9039 @smallexample
9040 @group
9041 bouquet
9043  |    --------------       ---------------       ----------------
9044  |   | car   | cdr  |     | car    | cdr  |     | car     | cdr  |
9045   -->| rose  |   o------->| violet |   o------->| butter- |  nil |
9046      |       |      |     |        |      |     | cup     |      |
9047       --------------       ---------------       ----------------
9048 @end group
9049 @end smallexample
9050 @end ifnottex
9051 @ifset print-postscript-figures
9052 @sp 1
9053 @tex
9054 @image{cons-2a}
9055 %%%% old method of including an image
9056 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9057 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-2a.eps}}
9058 % \catcode`\@=0 %
9059 @end tex
9060 @sp 1
9061 @end ifset
9062 @ifclear print-postscript-figures
9063 @iftex
9064 @smallexample
9065 @group
9066 bouquet
9068  |    --------------       ---------------       ----------------
9069  |   | car   | cdr  |     | car    | cdr  |     | car     | cdr  |
9070   -->| rose  |   o------->| violet |   o------->| butter- |  nil |
9071      |       |      |     |        |      |     | cup     |      |
9072       --------------       ---------------       ----------------
9073 @end group
9074 @end smallexample
9075 @end iftex
9076 @end ifclear
9078 (Symbols consist of more than pairs of addresses, but the structure of
9079 a symbol is made up of addresses.  Indeed, the symbol @code{bouquet}
9080 consists of a group of address-boxes, one of which is the address of
9081 the printed word @samp{bouquet}, a second of which is the address of a
9082 function definition attached to the symbol, if any, a third of which
9083 is the address of the first pair of address-boxes for the list
9084 @code{(rose violet buttercup)}, and so on.  Here we are showing that
9085 the symbol's third address-box points to the first pair of
9086 address-boxes for the list.)
9088 If a symbol is set to the @sc{cdr} of a list, the list itself is not
9089 changed; the symbol simply has an address further down the list.  (In
9090 the jargon, @sc{car} and @sc{cdr} are `non-destructive'.)  Thus,
9091 evaluation of the following expression
9093 @smallexample
9094 (setq flowers (cdr bouquet))
9095 @end smallexample
9097 @need 800
9098 @noindent
9099 produces this:
9101 @c cons-cell-diagram #3
9102 @ifnottex
9103 @sp 1
9104 @smallexample
9105 @group
9106 bouquet        flowers
9107   |              |
9108   |     ___ ___  |     ___ ___      ___ ___
9109    --> |   |   |  --> |   |   |    |   |   |
9110        |___|___|----> |___|___|--> |___|___|--> nil
9111          |              |            |
9112          |              |            |
9113           --> rose       --> violet   --> buttercup
9114 @end group
9115 @end smallexample
9116 @sp 1
9117 @end ifnottex
9118 @ifset print-postscript-figures
9119 @sp 1
9120 @tex
9121 @image{cons-3}
9122 %%%% old method of including an image
9123 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9124 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-3.eps}}
9125 % \catcode`\@=0 %
9126 @end tex
9127 @sp 1
9128 @end ifset
9129 @ifclear print-postscript-figures
9130 @iftex
9131 @sp 1
9132 @smallexample
9133 @group
9134 bouquet        flowers
9135   |              |
9136   |     ___ ___  |     ___ ___      ___ ___
9137    --> |   |   |  --> |   |   |    |   |   |
9138        |___|___|----> |___|___|--> |___|___|--> nil
9139          |              |            |
9140          |              |            |
9141           --> rose       --> violet   --> buttercup
9142 @end group
9143 @end smallexample
9144 @sp 1
9145 @end iftex
9146 @end ifclear
9148 @noindent
9149 The value of @code{flowers} is @code{(violet buttercup)}, which is
9150 to say, the symbol @code{flowers} holds the address of the pair of
9151 address-boxes, the first of which holds the address of @code{violet},
9152 and the second of which holds the address of @code{buttercup}.
9154 A pair of address-boxes is called a @dfn{cons cell} or @dfn{dotted
9155 pair}.  @xref{Cons Cell Type, , Cons Cell and List Types, elisp, The GNU Emacs Lisp
9156 Reference Manual}, and @ref{Dotted Pair Notation, , Dotted Pair
9157 Notation, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for more
9158 information about cons cells and dotted pairs.
9160 @need 1200
9161 The function @code{cons} adds a new pair of addresses to the front of
9162 a series of addresses like that shown above.  For example, evaluating
9163 the expression
9165 @smallexample
9166 (setq bouquet (cons 'lily bouquet))
9167 @end smallexample
9169 @need 1500
9170 @noindent
9171 produces:
9173 @c cons-cell-diagram #4
9174 @ifnottex
9175 @sp 1
9176 @smallexample
9177 @group
9178 bouquet                       flowers
9179   |                             |
9180   |     ___ ___        ___ ___  |     ___ ___       ___ ___
9181    --> |   |   |      |   |   |  --> |   |   |     |   |   |
9182        |___|___|----> |___|___|----> |___|___|---->|___|___|--> nil
9183          |              |              |             |
9184          |              |              |             |
9185           --> lily      --> rose       --> violet    --> buttercup
9186 @end group
9187 @end smallexample
9188 @sp 1
9189 @end ifnottex
9190 @ifset print-postscript-figures
9191 @sp 1
9192 @tex
9193 @image{cons-4}
9194 %%%% old method of including an image
9195 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9196 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-4.eps}}
9197 % \catcode`\@=0 %
9198 @end tex
9199 @sp 1
9200 @end ifset
9201 @ifclear print-postscript-figures
9202 @iftex
9203 @sp 1
9204 @smallexample
9205 @group
9206 bouquet                       flowers
9207   |                             |
9208   |     ___ ___        ___ ___  |     ___ ___       ___ ___
9209    --> |   |   |      |   |   |  --> |   |   |     |   |   |
9210        |___|___|----> |___|___|----> |___|___|---->|___|___|--> nil
9211          |              |              |             |
9212          |              |              |             |
9213           --> lily      --> rose       --> violet    --> buttercup
9214 @end group
9215 @end smallexample
9216 @sp 1
9217 @end iftex
9218 @end ifclear
9220 @need 1200
9221 @noindent
9222 However, this does not change the value of the symbol
9223 @code{flowers}, as you can see by evaluating the following,
9225 @smallexample
9226 (eq (cdr (cdr bouquet)) flowers)
9227 @end smallexample
9229 @noindent
9230 which returns @code{t} for true.
9232 Until it is reset, @code{flowers} still has the value
9233 @code{(violet buttercup)}; that is, it has the address of the cons
9234 cell whose first address is of @code{violet}.  Also, this does not
9235 alter any of the pre-existing cons cells; they are all still there.
9237 Thus, in Lisp, to get the @sc{cdr} of a list, you just get the address
9238 of the next cons cell in the series; to get the @sc{car} of a list,
9239 you get the address of the first element of the list; to @code{cons} a
9240 new element on a list, you add a new cons cell to the front of the list.
9241 That is all there is to it!  The underlying structure of Lisp is
9242 brilliantly simple!
9244 And what does the last address in a series of cons cells refer to?  It
9245 is the address of the empty list, of @code{nil}.
9247 In summary, when a Lisp variable is set to a value, it is provided with
9248 the address of the list to which the variable refers.
9250 @node Symbols as Chest, List Exercise, Lists diagrammed, List Implementation
9251 @section Symbols as a Chest of Drawers
9252 @cindex Symbols as a Chest of Drawers
9253 @cindex Chest of Drawers, metaphor for a symbol
9254 @cindex Drawers, Chest of, metaphor for a symbol
9256 In an earlier section, I suggested that you might imagine a symbol as
9257 being a chest of drawers.  The function definition is put in one
9258 drawer, the value in another, and so on.  What is put in the drawer
9259 holding the value can be changed without affecting the contents of the
9260 drawer holding the function definition, and vice-versa.
9262 Actually, what is put in each drawer is the address of the value or
9263 function definition.  It is as if you found an old chest in the attic,
9264 and in one of its drawers you found a map giving you directions to
9265 where the buried treasure lies.
9267 (In addition to its name, symbol definition, and variable value, a
9268 symbol has a `drawer' for a @dfn{property list} which can be used to
9269 record other information.  Property lists are not discussed here; see
9270 @ref{Property Lists, , Property Lists, elisp, The GNU Emacs Lisp
9271 Reference Manual}.)
9273 @need 1500
9274 Here is a fanciful representation:
9276 @c chest-of-drawers diagram
9277 @ifnottex
9278 @sp 1
9279 @smallexample
9280 @group
9281             Chest of Drawers            Contents of Drawers
9283             __   o0O0o   __
9284           /                 \
9285          ---------------------
9286         |    directions to    |            [map to]
9287         |     symbol name     |             bouquet
9288         |                     |
9289         +---------------------+
9290         |    directions to    |
9291         |  symbol definition  |             [none]
9292         |                     |
9293         +---------------------+
9294         |    directions to    |            [map to]
9295         |    variable value   |             (rose violet buttercup)
9296         |                     |
9297         +---------------------+
9298         |    directions to    |
9299         |    property list    |             [not described here]
9300         |                     |
9301         +---------------------+
9302         |/                   \|
9303 @end group
9304 @end smallexample
9305 @sp 1
9306 @end ifnottex
9307 @ifset print-postscript-figures
9308 @sp 1
9309 @tex
9310 @image{drawers}
9311 %%%% old method of including an image
9312 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9313 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/drawers.eps}}
9314 % \catcode`\@=0 %
9315 @end tex
9316 @sp 1
9317 @end ifset
9318 @ifclear print-postscript-figures
9319 @iftex
9320 @sp 1
9321 @smallexample
9322 @group
9323             Chest of Drawers            Contents of Drawers
9325             __   o0O0o   __
9326           /                 \
9327          ---------------------
9328         |    directions to    |            [map to]
9329         |     symbol name     |             bouquet
9330         |                     |
9331         +---------------------+
9332         |    directions to    |
9333         |  symbol definition  |             [none]
9334         |                     |
9335         +---------------------+
9336         |    directions to    |            [map to]
9337         |    variable value   |             (rose violet buttercup)
9338         |                     |
9339         +---------------------+
9340         |    directions to    |
9341         |    property list    |             [not described here]
9342         |                     |
9343         +---------------------+
9344         |/                   \|
9345 @end group
9346 @end smallexample
9347 @sp 1
9348 @end iftex
9349 @end ifclear
9351 @node List Exercise,  , Symbols as Chest, List Implementation
9352 @section Exercise
9354 Set @code{flowers} to @code{violet} and @code{buttercup}.  Cons two
9355 more flowers on to this list and set this new list to
9356 @code{more-flowers}.  Set the @sc{car} of @code{flowers} to a fish.
9357 What does the @code{more-flowers} list now contain?
9359 @node Yanking, Loops & Recursion, List Implementation, Top
9360 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9361 @chapter Yanking Text Back
9362 @findex yank
9363 @findex rotate-yank-pointer
9364 @cindex Text retrieval
9365 @cindex Retrieving text
9366 @cindex Pasting text
9368 Whenever you cut text out of a buffer with a `kill' command in GNU Emacs,
9369 you can bring it back with a `yank' command.  The text that is cut out of
9370 the buffer is put in the kill ring and the yank commands insert the
9371 appropriate contents of the kill ring back into a buffer (not necessarily
9372 the original buffer).
9374 A simple @kbd{C-y} (@code{yank}) command inserts the first item from
9375 the kill ring into the current buffer.  If the @kbd{C-y} command is
9376 followed immediately by @kbd{M-y}, the first element is replaced by
9377 the second element.  Successive @kbd{M-y} commands replace the second
9378 element with the third, fourth, or fifth element, and so on.  When the
9379 last element in the kill ring is reached, it is replaced by the first
9380 element and the cycle is repeated.  (Thus the kill ring is called a
9381 `ring' rather than just a `list'.  However, the actual data structure
9382 that holds the text is a list.
9383 @xref{Kill Ring, , Handling the Kill Ring}, for the details of how the
9384 list is handled as a ring.)
9386 @menu
9387 * Kill Ring Overview::          The kill ring is a list.
9388 * kill-ring-yank-pointer::      The @code{kill-ring-yank-pointer} variable.
9389 * yank nthcdr Exercises::
9390 @end menu
9392 @node Kill Ring Overview, kill-ring-yank-pointer, Yanking, Yanking
9393 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9394 @section Kill Ring Overview
9395 @cindex Kill ring overview
9397 The kill ring is a list of textual strings.  This is what it looks like:
9399 @smallexample
9400 ("some text" "a different piece of text" "yet more text")
9401 @end smallexample
9403 If this were the contents of my kill ring and I pressed @kbd{C-y}, the
9404 string of characters saying @samp{some text} would be inserted in this
9405 buffer where my cursor is located.
9407 The @code{yank} command is also used for duplicating text by copying it.
9408 The copied text is not cut from the buffer, but a copy of it is put on the
9409 kill ring and is inserted by yanking it back.
9411 Three functions are used for bringing text back from the kill ring:
9412 @code{yank}, which is usually bound to @kbd{C-y}; @code{yank-pop},
9413 which is usually bound to @kbd{M-y}; and @code{rotate-yank-pointer},
9414 which is used by the two other functions.
9416 These functions refer to the kill ring through a variable called the
9417 @code{kill-ring-yank-pointer}.  Indeed, the insertion code for both the
9418 @code{yank} and @code{yank-pop} functions is:
9420 @smallexample
9421 (insert (car kill-ring-yank-pointer))
9422 @end smallexample
9424 To begin to understand how @code{yank} and @code{yank-pop} work, it is
9425 first necessary to look at the @code{kill-ring-yank-pointer} variable
9426 and the @code{rotate-yank-pointer} function.
9428 @node kill-ring-yank-pointer, yank nthcdr Exercises, Kill Ring Overview, Yanking
9429 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9430 @section The @code{kill-ring-yank-pointer} Variable
9432 @code{kill-ring-yank-pointer} is a variable, just as @code{kill-ring} is
9433 a variable.  It points to something by being bound to the value of what
9434 it points to, like any other Lisp variable.
9436 @need 1000
9437 Thus, if the value of the kill ring is:
9439 @smallexample
9440 ("some text" "a different piece of text" "yet more text")
9441 @end smallexample
9443 @need 1250
9444 @noindent
9445 and the @code{kill-ring-yank-pointer} points to the second clause, the
9446 value of @code{kill-ring-yank-pointer} is:
9448 @smallexample
9449 ("a different piece of text" "yet more text")
9450 @end smallexample
9452 As explained in the previous chapter (@pxref{List Implementation}), the
9453 computer does not keep two different copies of the text being pointed to
9454 by both the @code{kill-ring} and the @code{kill-ring-yank-pointer}.  The
9455 words ``a different piece of text'' and ``yet more text'' are not
9456 duplicated.  Instead, the two Lisp variables point to the same pieces of
9457 text.  Here is a diagram:
9459 @c cons-cell-diagram #5
9460 @ifnottex
9461 @smallexample
9462 @group
9463 kill-ring     kill-ring-yank-pointer
9464     |               |
9465     |      ___ ___  |     ___ ___      ___ ___
9466      ---> |   |   |  --> |   |   |    |   |   |
9467           |___|___|----> |___|___|--> |___|___|--> nil
9468             |              |            |
9469             |              |            |
9470             |              |             --> "yet more text"
9471             |              |
9472             |               --> "a different piece of text
9473             |
9474              --> "some text"
9475 @end group
9476 @end smallexample
9477 @sp 1
9478 @end ifnottex
9479 @ifset print-postscript-figures
9480 @sp 1
9481 @tex
9482 @image{cons-5}
9483 %%%% old method of including an image
9484 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
9485 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/cons-5.eps}}
9486 % \catcode`\@=0 %
9487 @end tex
9488 @sp 1
9489 @end ifset
9490 @ifclear print-postscript-figures
9491 @iftex
9492 @smallexample
9493 @group
9494 kill-ring     kill-ring-yank-pointer
9495     |               |
9496     |      ___ ___  |     ___ ___      ___ ___
9497      ---> |   |   |  --> |   |   |    |   |   |
9498           |___|___|----> |___|___|--> |___|___|--> nil
9499             |              |            |
9500             |              |            |
9501             |              |             --> "yet more text"
9502             |              |
9503             |               --> "a different piece of text
9504             |
9505              --> "some text"
9506 @end group
9507 @end smallexample
9508 @sp 1
9509 @end iftex
9510 @end ifclear
9512 Both the variable @code{kill-ring} and the variable
9513 @code{kill-ring-yank-pointer} are pointers.  But the kill ring itself is
9514 usually described as if it were actually what it is composed of.  The
9515 @code{kill-ring} is spoken of as if it were the list rather than that it
9516 points to the list.  Conversely, the @code{kill-ring-yank-pointer} is
9517 spoken of as pointing to a list.
9519 These two ways of talking about the same thing sound confusing at first but
9520 make sense on reflection.  The kill ring is generally thought of as the
9521 complete structure of data that holds the information of what has recently
9522 been cut out of the Emacs buffers.  The @code{kill-ring-yank-pointer}
9523 on the other hand, serves to indicate---that is, to `point to'---that part
9524 of the kill ring of which the first element (the @sc{car}) will be
9525 inserted.
9527 The @code{rotate-yank-pointer} function changes the element in the
9528 kill ring to which the @code{kill-ring-yank-pointer} points; when the
9529 pointer is set to point to the next element beyond the end of the kill
9530 ring, it automatically sets it to point to the first element of the
9531 kill ring.  This is how the list is transformed into a ring.  The
9532 @code{rotate-yank-pointer} function itself is not difficult, but
9533 contains many details.  It and the much simpler @code{yank} and
9534 @code{yank-pop} functions are described in an appendix.
9535 @xref{Kill Ring, , Handling the Kill Ring}.
9537 @need 1500
9538 @node yank nthcdr Exercises,  , kill-ring-yank-pointer, Yanking
9539 @section Exercises with @code{yank} and @code{nthcdr}
9541 @itemize @bullet
9542 @item
9543 Using @kbd{C-h v} (@code{describe-variable}), look at the value of
9544 your kill ring.  Add several items to your kill ring; look at its
9545 value again.  Using @kbd{M-y} (@code{yank-pop)}, move all the way
9546 around the kill ring.  How many items were in your kill ring?  Find
9547 the value of @code{kill-ring-max}.  Was your kill ring full, or could
9548 you have kept more blocks of text within it?
9550 @item
9551 Using @code{nthcdr} and @code{car}, construct a series of expressions
9552 to return the first, second, third, and fourth elements of a list.
9553 @end itemize
9555 @node Loops & Recursion, Regexp Search, Yanking, Top
9556 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9557 @chapter Loops and Recursion
9558 @cindex Loops and recursion
9559 @cindex Recursion and loops
9560 @cindex Repetition (loops)
9562 Emacs Lisp has two primary ways to cause an expression, or a series of
9563 expressions, to be evaluated repeatedly: one uses a @code{while}
9564 loop, and the other uses @dfn{recursion}.
9566 Repetition can be very valuable.  For example, to move forward four
9567 sentences, you need only write a program that will move forward one
9568 sentence and then repeat the process four times.  Since a computer does
9569 not get bored or tired, such repetitive action does not have the
9570 deleterious effects that excessive or the wrong kinds of repetition can
9571 have on humans.
9573 People mostly write Emacs Lisp functions using @code{while} loops and
9574 their kin; but you can use recursion, which provides a very powerful
9575 way to think about and then to solve problems@footnote{You can write
9576 recursive functions to be frugal or wasteful of mental or computer
9577 resources; as it happens, methods that people find easy---that are
9578 frugal of `mental resources'---sometimes use considerable computer
9579 resources.  Emacs was designed to run on machines that we now consider
9580 limited and its default settings are conservative.  You may want to
9581 increase the values of @code{max-specpdl-size} and
9582 @code{max-lisp-eval-depth}.  In my @file{.emacs} file, I set them to
9583 15 and 30 times their default value.}.
9585 @menu
9586 * while::                       Causing a stretch of code to repeat.
9587 * dolist dotimes::
9588 * Recursion::                   Causing a function to call itself.
9589 * Looping exercise::
9590 @end menu
9592 @node while, dolist dotimes, Loops & Recursion, Loops & Recursion
9593 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9594 @section @code{while}
9595 @cindex Loops
9596 @findex while
9598 The @code{while} special form tests whether the value returned by
9599 evaluating its first argument is true or false.  This is similar to what
9600 the Lisp interpreter does with an @code{if}; what the interpreter does
9601 next, however, is different.
9603 In a @code{while} expression, if the value returned by evaluating the
9604 first argument is false, the Lisp interpreter skips the rest of the
9605 expression (the @dfn{body} of the expression) and does not evaluate it.
9606 However, if the value is true, the Lisp interpreter evaluates the body
9607 of the expression and then again tests whether the first argument to
9608 @code{while} is true or false.  If the value returned by evaluating the
9609 first argument is again true, the Lisp interpreter again evaluates the
9610 body of the expression.
9612 @need 1200
9613 The template for a @code{while} expression looks like this:
9615 @smallexample
9616 @group
9617 (while @var{true-or-false-test}
9618   @var{body}@dots{})
9619 @end group
9620 @end smallexample
9622 @menu
9623 * Looping with while::          Repeat so long as test returns true.
9624 * Loop Example::                A @code{while} loop that uses a list.
9625 * print-elements-of-list::      Uses @code{while}, @code{car}, @code{cdr}.
9626 * Incrementing Loop::           A loop with an incrementing counter.
9627 * Decrementing Loop::           A loop with a decrementing counter.
9628 @end menu
9630 @node Looping with while, Loop Example, while, while
9631 @ifnottex
9632 @unnumberedsubsec Looping with @code{while}
9633 @end ifnottex
9635 So long as the true-or-false-test of the @code{while} expression
9636 returns a true value when it is evaluated, the body is repeatedly
9637 evaluated.  This process is called a loop since the Lisp interpreter
9638 repeats the same thing again and again, like an airplane doing a loop.
9639 When the result of evaluating the true-or-false-test is false, the
9640 Lisp interpreter does not evaluate the rest of the @code{while}
9641 expression and `exits the loop'.
9643 Clearly, if the value returned by evaluating the first argument to
9644 @code{while} is always true, the body following will be evaluated
9645 again and again @dots{} and again @dots{} forever.  Conversely, if the
9646 value returned is never true, the expressions in the body will never
9647 be evaluated.  The craft of writing a @code{while} loop consists of
9648 choosing a mechanism such that the true-or-false-test returns true
9649 just the number of times that you want the subsequent expressions to
9650 be evaluated, and then have the test return false.
9652 The value returned by evaluating a @code{while} is the value of the
9653 true-or-false-test.  An interesting consequence of this is that a
9654 @code{while} loop that evaluates without error will return @code{nil}
9655 or false regardless of whether it has looped 1 or 100 times or none at
9656 all.  A @code{while} expression that evaluates successfully never
9657 returns a true value!  What this means is that @code{while} is always
9658 evaluated for its side effects, which is to say, the consequences of
9659 evaluating the expressions within the body of the @code{while} loop.
9660 This makes sense.  It is not the mere act of looping that is desired,
9661 but the consequences of what happens when the expressions in the loop
9662 are repeatedly evaluated.
9664 @node Loop Example, print-elements-of-list, Looping with while, while
9665 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9666 @subsection A @code{while} Loop and a List
9668 A common way to control a @code{while} loop is to test whether a list
9669 has any elements.  If it does, the loop is repeated; but if it does not,
9670 the repetition is ended.  Since this is an important technique, we will
9671 create a short example to illustrate it.
9673 A simple way to test whether a list has elements is to evaluate the
9674 list: if it has no elements, it is an empty list and will return the
9675 empty list, @code{()}, which is a synonym for @code{nil} or false.  On
9676 the other hand, a list with elements will return those elements when it
9677 is evaluated.  Since Emacs Lisp considers as true any value that is not
9678 @code{nil}, a list that returns elements will test true in a
9679 @code{while} loop.
9681 @need 1200
9682 For example, you can set the variable @code{empty-list} to @code{nil} by
9683 evaluating the following @code{setq} expression:
9685 @smallexample
9686 (setq empty-list ())
9687 @end smallexample
9689 @noindent
9690 After evaluating the @code{setq} expression, you can evaluate the
9691 variable @code{empty-list} in the usual way, by placing the cursor after
9692 the symbol and typing @kbd{C-x C-e}; @code{nil} will appear in your
9693 echo area:
9695 @smallexample
9696 empty-list
9697 @end smallexample
9699 On the other hand, if you set a variable to be a list with elements, the
9700 list will appear when you evaluate the variable, as you can see by
9701 evaluating the following two expressions:
9703 @smallexample
9704 @group
9705 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
9707 animals
9708 @end group
9709 @end smallexample
9711 Thus, to create a @code{while} loop that tests whether there are any
9712 items in the list @code{animals}, the first part of the loop will be
9713 written like this:
9715 @smallexample
9716 @group
9717 (while animals
9718        @dots{}
9719 @end group
9720 @end smallexample
9722 @noindent
9723 When the @code{while} tests its first argument, the variable
9724 @code{animals} is evaluated.  It returns a list.  So long as the list
9725 has elements, the @code{while} considers the results of the test to be
9726 true; but when the list is empty, it considers the results of the test
9727 to be false.
9729 To prevent the @code{while} loop from running forever, some mechanism
9730 needs to be provided to empty the list eventually.  An oft-used
9731 technique is to have one of the subsequent forms in the @code{while}
9732 expression set the value of the list to be the @sc{cdr} of the list.
9733 Each time the @code{cdr} function is evaluated, the list will be made
9734 shorter, until eventually only the empty list will be left.  At this
9735 point, the test of the @code{while} loop will return false, and the
9736 arguments to the @code{while} will no longer be evaluated.
9738 For example, the list of animals bound to the variable @code{animals}
9739 can be set to be the @sc{cdr} of the original list with the
9740 following expression:
9742 @smallexample
9743 (setq animals (cdr animals))
9744 @end smallexample
9746 @noindent
9747 If you have evaluated the previous expressions and then evaluate this
9748 expression, you will see @code{(giraffe lion tiger)} appear in the echo
9749 area.  If you evaluate the expression again, @code{(lion tiger)} will
9750 appear in the echo area.  If you evaluate it again and yet again,
9751 @code{(tiger)} appears and then the empty list, shown by @code{nil}.
9753 A template for a @code{while} loop that uses the @code{cdr} function
9754 repeatedly to cause the true-or-false-test eventually to test false
9755 looks like this:
9757 @smallexample
9758 @group
9759 (while @var{test-whether-list-is-empty}
9760   @var{body}@dots{}
9761   @var{set-list-to-cdr-of-list})
9762 @end group
9763 @end smallexample
9765 This test and use of @code{cdr} can be put together in a function that
9766 goes through a list and prints each element of the list on a line of its
9767 own.
9769 @node print-elements-of-list, Incrementing Loop, Loop Example, while
9770 @subsection An Example: @code{print-elements-of-list}
9771 @findex print-elements-of-list
9773 The @code{print-elements-of-list} function illustrates a @code{while}
9774 loop with a list.
9776 @cindex @file{*scratch*} buffer
9777 The function requires several lines for its output.  If you are
9778 reading this in Emacs 21 or a later version, you can evaluate the
9779 following expression inside of Info, as usual.
9781 If you are using an earlier version of Emacs, you need to copy the
9782 necessary expressions to your @file{*scratch*} buffer and evaluate
9783 them there.  This is because the echo area had only one line in the
9784 earlier versions.
9786 You can copy the expressions by marking the beginning of the region
9787 with @kbd{C-@key{SPC}} (@code{set-mark-command}), moving the cursor to
9788 the end of the region and then copying the region using @kbd{M-w}
9789 (@code{copy-region-as-kill}).  In the @file{*scratch*} buffer, you can
9790 yank the expressions back by typing @kbd{C-y} (@code{yank}).
9792 After you have copied the expressions to the @file{*scratch*} buffer,
9793 evaluate each expression in turn.  Be sure to evaluate the last
9794 expression, @code{(print-elements-of-list animals)}, by typing
9795 @kbd{C-u C-x C-e}, that is, by giving an argument to
9796 @code{eval-last-sexp}.  This will cause the result of the evaluation
9797 to be printed in the @file{*scratch*} buffer instead of being printed
9798 in the echo area.  (Otherwise you will see something like this in your
9799 echo area: @code{^Jgazelle^J^Jgiraffe^J^Jlion^J^Jtiger^Jnil}, in which
9800 each @samp{^J} stands for a `newline'.)
9802 @need 1500
9803 If you are using Emacs 21 or later, you can evaluate these expressions
9804 directly in the Info buffer, and the echo area will grow to show the
9805 results.
9807 @smallexample
9808 @group
9809 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
9811 (defun print-elements-of-list (list)
9812   "Print each element of LIST on a line of its own."
9813   (while list
9814     (print (car list))
9815     (setq list (cdr list))))
9817 (print-elements-of-list animals)
9818 @end group
9819 @end smallexample
9821 @need 1200
9822 @noindent
9823 When you evaluate the three expressions in sequence, you will see
9824 this:
9826 @smallexample
9827 @group
9828 gazelle
9830 giraffe
9832 lion
9834 tiger
9836 @end group
9837 @end smallexample
9839 Each element of the list is printed on a line of its own (that is what
9840 the function @code{print} does) and then the value returned by the
9841 function is printed.  Since the last expression in the function is the
9842 @code{while} loop, and since @code{while} loops always return
9843 @code{nil}, a @code{nil} is printed after the last element of the list.
9845 @node Incrementing Loop, Decrementing Loop, print-elements-of-list, while
9846 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9847 @subsection A Loop with an Incrementing Counter
9849 A loop is not useful unless it stops when it ought.  Besides
9850 controlling a loop with a list, a common way of stopping a loop is to
9851 write the first argument as a test that returns false when the correct
9852 number of repetitions are complete.  This means that the loop must
9853 have a counter---an expression that counts how many times the loop
9854 repeats itself.
9856 The test can be an expression such as @code{(< count desired-number)}
9857 which returns @code{t} for true if the value of @code{count} is less
9858 than the @code{desired-number} of repetitions and @code{nil} for false if
9859 the value of @code{count} is equal to or is greater than the
9860 @code{desired-number}.  The expression that increments the count can be
9861 a simple @code{setq} such as @code{(setq count (1+ count))}, where
9862 @code{1+} is a built-in function in Emacs Lisp that adds 1 to its
9863 argument.  (The expression @w{@code{(1+ count)}} has the same result as
9864 @w{@code{(+ count 1)}}, but is easier for a human to read.)
9866 @need 1250
9867 The template for a @code{while} loop controlled by an incrementing
9868 counter looks like this:
9870 @smallexample
9871 @group
9872 @var{set-count-to-initial-value}
9873 (while (< count desired-number)         ; @r{true-or-false-test}
9874   @var{body}@dots{}
9875   (setq count (1+ count)))              ; @r{incrementer}
9876 @end group
9877 @end smallexample
9879 @noindent
9880 Note that you need to set the initial value of @code{count}; usually it
9881 is set to 1.
9883 @menu
9884 * Incrementing Example::        Counting pebbles in a triangle.
9885 * Inc Example parts::           The parts of the function definition.
9886 * Inc Example altogether::      Putting the function definition together.
9887 @end menu
9889 @node Incrementing Example, Inc Example parts, Incrementing Loop, Incrementing Loop
9890 @unnumberedsubsubsec  Example with incrementing counter
9892 Suppose you are playing on the beach and decide to make a triangle of
9893 pebbles, putting one pebble in the first row, two in the second row,
9894 three in the third row and so on, like this:
9896 @sp 1
9897 @c pebble diagram
9898 @ifnottex
9899 @smallexample
9900 @group
9901                *
9902               * *
9903              * * *
9904             * * * *
9905 @end group
9906 @end smallexample
9907 @end ifnottex
9908 @iftex
9909 @smallexample
9910 @group
9911                @bullet{}
9912               @bullet{} @bullet{}
9913              @bullet{} @bullet{} @bullet{}
9914             @bullet{} @bullet{} @bullet{} @bullet{}
9915 @end group
9916 @end smallexample
9917 @end iftex
9918 @sp 1
9920 @noindent
9921 (About 2500 years ago, Pythagoras and others developed the beginnings of
9922 number theory by considering questions such as this.)
9924 Suppose you want to know how many pebbles you will need to make a
9925 triangle with 7 rows?
9927 Clearly, what you need to do is add up the numbers from 1 to 7.  There
9928 are two ways to do this; start with the smallest number, one, and add up
9929 the list in sequence, 1, 2, 3, 4 and so on; or start with the largest
9930 number and add the list going down: 7, 6, 5, 4 and so on.  Because both
9931 mechanisms illustrate common ways of writing @code{while} loops, we will
9932 create two examples, one counting up and the other counting down.  In
9933 this first example, we will start with 1 and add 2, 3, 4 and so on.
9935 If you are just adding up a short list of numbers, the easiest way to do
9936 it is to add up all the numbers at once.  However, if you do not know
9937 ahead of time how many numbers your list will have, or if you want to be
9938 prepared for a very long list, then you need to design your addition so
9939 that what you do is repeat a simple process many times instead of doing
9940 a more complex process once.
9942 For example, instead of adding up all the pebbles all at once, what you
9943 can do is add the number of pebbles in the first row, 1, to the number
9944 in the second row, 2, and then add the total of those two rows to the
9945 third row, 3.  Then you can add the number in the fourth row, 4, to the
9946 total of the first three rows; and so on.
9948 The critical characteristic of the process is that each repetitive
9949 action is simple.  In this case, at each step we add only two numbers,
9950 the number of pebbles in the row and the total already found.  This
9951 process of adding two numbers is repeated again and again until the last
9952 row has been added to the total of all the preceding rows.  In a more
9953 complex loop the repetitive action might not be so simple, but it will
9954 be simpler than doing everything all at once.
9956 @node Inc Example parts, Inc Example altogether, Incrementing Example, Incrementing Loop
9957 @unnumberedsubsubsec The parts of the function definition
9959 The preceding analysis gives us the bones of our function definition:
9960 first, we will need a variable that we can call @code{total} that will
9961 be the total number of pebbles.  This will be the value returned by
9962 the function.
9964 Second, we know that the function will require an argument: this
9965 argument will be the total number of rows in the triangle.  It can be
9966 called @code{number-of-rows}.
9968 Finally, we need a variable to use as a counter.  We could call this
9969 variable @code{counter}, but a better name is @code{row-number}.
9970 That is because what the counter does is count rows, and a program
9971 should be written to be as understandable as possible.
9973 When the Lisp interpreter first starts evaluating the expressions in the
9974 function, the value of @code{total} should be set to zero, since we have
9975 not added anything to it.  Then the function should add the number of
9976 pebbles in the first row to the total, and then add the number of
9977 pebbles in the second to the total, and then add the number of
9978 pebbles in the third row to the total, and so on, until there are no
9979 more rows left to add.
9981 Both @code{total} and @code{row-number} are used only inside the
9982 function, so they can be declared as local variables with @code{let}
9983 and given initial values.  Clearly, the initial value for @code{total}
9984 should be 0.  The initial value of @code{row-number} should be 1,
9985 since we start with the first row.  This means that the @code{let}
9986 statement will look like this:
9988 @smallexample
9989 @group
9990   (let ((total 0)
9991         (row-number 1))
9992     @var{body}@dots{})
9993 @end group
9994 @end smallexample
9996 After the internal variables are declared and bound to their initial
9997 values, we can begin the @code{while} loop.  The expression that serves
9998 as the test should return a value of @code{t} for true so long as the
9999 @code{row-number} is less than or equal to the @code{number-of-rows}.
10000 (If the expression tests true only so long as the row number is less
10001 than the number of rows in the triangle, the last row will never be
10002 added to the total; hence the row number has to be either less than or
10003 equal to the number of rows.)
10005 @need 1500
10006 @findex <= @r{(less than or equal)}
10007 Lisp provides the @code{<=} function that returns true if the value of
10008 its first argument is less than or equal to the value of its second
10009 argument and false otherwise.  So the expression that the @code{while}
10010 will evaluate as its test should look like this:
10012 @smallexample
10013 (<= row-number number-of-rows)
10014 @end smallexample
10016 The total number of pebbles can be found by repeatedly adding the number
10017 of pebbles in a row to the total already found.  Since the number of
10018 pebbles in the row is equal to the row number, the total can be found by
10019 adding the row number to the total.  (Clearly, in a more complex
10020 situation, the number of pebbles in the row might be related to the row
10021 number in a more complicated way; if this were the case, the row number
10022 would be replaced by the appropriate expression.)
10024 @smallexample
10025 (setq total (+ total row-number))
10026 @end smallexample
10028 @noindent
10029 What this does is set the new value of @code{total} to be equal to the
10030 sum of adding the number of pebbles in the row to the previous total.
10032 After setting the value of @code{total}, the conditions need to be
10033 established for the next repetition of the loop, if there is one.  This
10034 is done by incrementing the value of the @code{row-number} variable,
10035 which serves as a counter.  After the @code{row-number} variable has
10036 been incremented, the true-or-false-test at the beginning of the
10037 @code{while} loop tests whether its value is still less than or equal to
10038 the value of the @code{number-of-rows} and if it is, adds the new value
10039 of the @code{row-number} variable to the @code{total} of the previous
10040 repetition of the loop.
10042 @need 1200
10043 The built-in Emacs Lisp function @code{1+} adds 1 to a number, so the
10044 @code{row-number} variable can be incremented with this expression:
10046 @smallexample
10047 (setq row-number (1+ row-number))
10048 @end smallexample
10050 @node Inc Example altogether,  , Inc Example parts, Incrementing Loop
10051 @unnumberedsubsubsec Putting the function definition together
10053 We have created the parts for the function definition; now we need to
10054 put them together.
10056 @need 800
10057 First, the contents of the @code{while} expression:
10059 @smallexample
10060 @group
10061 (while (<= row-number number-of-rows)   ; @r{true-or-false-test}
10062   (setq total (+ total row-number))
10063   (setq row-number (1+ row-number)))    ; @r{incrementer}
10064 @end group
10065 @end smallexample
10067 Along with the @code{let} expression varlist, this very nearly
10068 completes the body of the function definition.  However, it requires
10069 one final element, the need for which is somewhat subtle.
10071 The final touch is to place the variable @code{total} on a line by
10072 itself after the @code{while} expression.  Otherwise, the value returned
10073 by the whole function is the value of the last expression that is
10074 evaluated in the body of the @code{let}, and this is the value
10075 returned by the @code{while}, which is always @code{nil}.
10077 This may not be evident at first sight.  It almost looks as if the
10078 incrementing expression is the last expression of the whole function.
10079 But that expression is part of the body of the @code{while}; it is the
10080 last element of the list that starts with the symbol @code{while}.
10081 Moreover, the whole of the @code{while} loop is a list within the body
10082 of the @code{let}.
10084 @need 1250
10085 In outline, the function will look like this:
10087 @smallexample
10088 @group
10089 (defun @var{name-of-function} (@var{argument-list})
10090   "@var{documentation}@dots{}"
10091   (let (@var{varlist})
10092     (while (@var{true-or-false-test})
10093       @var{body-of-while}@dots{} )
10094     @dots{} )                     ; @r{Need final expression here.}
10095 @end group
10096 @end smallexample
10098 The result of evaluating the @code{let} is what is going to be returned
10099 by the @code{defun} since the @code{let} is not embedded within any
10100 containing list, except for the @code{defun} as a whole.  However, if
10101 the @code{while} is the last element of the @code{let} expression, the
10102 function will always return @code{nil}.  This is not what we want!
10103 Instead, what we want is the value of the variable @code{total}.  This
10104 is returned by simply placing the symbol as the last element of the list
10105 starting with @code{let}.  It gets evaluated after the preceding
10106 elements of the list are evaluated, which means it gets evaluated after
10107 it has been assigned the correct value for the total.
10109 It may be easier to see this by printing the list starting with
10110 @code{let} all on one line.  This format makes it evident that the
10111 @var{varlist} and @code{while} expressions are the second and third
10112 elements of the list starting with @code{let}, and the @code{total} is
10113 the last element:
10115 @smallexample
10116 @group
10117 (let (@var{varlist}) (while (@var{true-or-false-test}) @var{body-of-while}@dots{} ) total)
10118 @end group
10119 @end smallexample
10121 @need 1200
10122 Putting everything together, the @code{triangle} function definition
10123 looks like this:
10125 @smallexample
10126 @group
10127 (defun triangle (number-of-rows)    ; @r{Version with}
10128                                     ; @r{  incrementing counter.}
10129   "Add up the number of pebbles in a triangle.
10130 The first row has one pebble, the second row two pebbles,
10131 the third row three pebbles, and so on.
10132 The argument is NUMBER-OF-ROWS."
10133 @end group
10134 @group
10135   (let ((total 0)
10136         (row-number 1))
10137     (while (<= row-number number-of-rows)
10138       (setq total (+ total row-number))
10139       (setq row-number (1+ row-number)))
10140     total))
10141 @end group
10142 @end smallexample
10144 @need 1200
10145 After you have installed @code{triangle} by evaluating the function, you
10146 can try it out.  Here are two examples:
10148 @smallexample
10149 @group
10150 (triangle 4)
10152 (triangle 7)
10153 @end group
10154 @end smallexample
10156 @noindent
10157 The sum of the first four numbers is 10 and the sum of the first seven
10158 numbers is 28.
10160 @node Decrementing Loop,  , Incrementing Loop, while
10161 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10162 @subsection Loop with a Decrementing Counter
10164 Another common way to write a @code{while} loop is to write the test
10165 so that it determines whether a counter is greater than zero.  So long
10166 as the counter is greater than zero, the loop is repeated.  But when
10167 the counter is equal to or less than zero, the loop is stopped.  For
10168 this to work, the counter has to start out greater than zero and then
10169 be made smaller and smaller by a form that is evaluated
10170 repeatedly.
10172 The test will be an expression such as @code{(> counter 0)} which
10173 returns @code{t} for true if the value of @code{counter} is greater
10174 than zero, and @code{nil} for false if the value of @code{counter} is
10175 equal to or less than zero.  The expression that makes the number
10176 smaller and smaller can be a simple @code{setq} such as @code{(setq
10177 counter (1- counter))}, where @code{1-} is a built-in function in
10178 Emacs Lisp that subtracts 1 from its argument.
10180 @need 1250
10181 The template for a decrementing @code{while} loop looks like this:
10183 @smallexample
10184 @group
10185 (while (> counter 0)                    ; @r{true-or-false-test}
10186   @var{body}@dots{}
10187   (setq counter (1- counter)))          ; @r{decrementer}
10188 @end group
10189 @end smallexample
10191 @menu
10192 * Decrementing Example::        More pebbles on the beach.
10193 * Dec Example parts::           The parts of the function definition.
10194 * Dec Example altogether::      Putting the function definition together.
10195 @end menu
10197 @node Decrementing Example, Dec Example parts, Decrementing Loop, Decrementing Loop
10198 @unnumberedsubsubsec Example with decrementing counter
10200 To illustrate a loop with a decrementing counter, we will rewrite the
10201 @code{triangle} function so the counter decreases to zero.
10203 This is the reverse of the earlier version of the function.  In this
10204 case, to find out how many pebbles are needed to make a triangle with
10205 3 rows, add the number of pebbles in the third row, 3, to the number
10206 in the preceding row, 2, and then add the total of those two rows to
10207 the row that precedes them, which is 1.
10209 Likewise, to find the number of pebbles in a triangle with 7 rows, add
10210 the number of pebbles in the seventh row, 7, to the number in the
10211 preceding row, which is 6, and then add the total of those two rows to
10212 the row that precedes them, which is 5, and so on.  As in the previous
10213 example, each addition only involves adding two numbers, the total of
10214 the rows already added up and the number of pebbles in the row that is
10215 being added to the total.  This process of adding two numbers is
10216 repeated again and again until there are no more pebbles to add.
10218 We know how many pebbles to start with: the number of pebbles in the
10219 last row is equal to the number of rows.  If the triangle has seven
10220 rows, the number of pebbles in the last row is 7.  Likewise, we know how
10221 many pebbles are in the preceding row: it is one less than the number in
10222 the row.
10224 @node Dec Example parts, Dec Example altogether, Decrementing Example, Decrementing Loop
10225 @unnumberedsubsubsec The parts of the function definition
10227 We start with three variables: the total number of rows in the
10228 triangle; the number of pebbles in a row; and the total number of
10229 pebbles, which is what we want to calculate.  These variables can be
10230 named @code{number-of-rows}, @code{number-of-pebbles-in-row}, and
10231 @code{total}, respectively.
10233 Both @code{total} and @code{number-of-pebbles-in-row} are used only
10234 inside the function and are declared with @code{let}.  The initial
10235 value of @code{total} should, of course, be zero.  However, the
10236 initial value of @code{number-of-pebbles-in-row} should be equal to
10237 the number of rows in the triangle, since the addition will start with
10238 the longest row.
10240 @need 1250
10241 This means that the beginning of the @code{let} expression will look
10242 like this:
10244 @smallexample
10245 @group
10246 (let ((total 0)
10247       (number-of-pebbles-in-row number-of-rows))
10248   @var{body}@dots{})
10249 @end group
10250 @end smallexample
10252 The total number of pebbles can be found by repeatedly adding the number
10253 of pebbles in a row to the total already found, that is, by repeatedly
10254 evaluating the following expression:
10256 @smallexample
10257 (setq total (+ total number-of-pebbles-in-row))
10258 @end smallexample
10260 @noindent
10261 After the @code{number-of-pebbles-in-row} is added to the @code{total},
10262 the @code{number-of-pebbles-in-row} should be decremented by one, since
10263 the next time the loop repeats, the preceding row will be
10264 added to the total.
10266 The number of pebbles in a preceding row is one less than the number of
10267 pebbles in a row, so the built-in Emacs Lisp function @code{1-} can be
10268 used to compute the number of pebbles in the preceding row.  This can be
10269 done with the following expression:
10271 @smallexample
10272 @group
10273 (setq number-of-pebbles-in-row
10274       (1- number-of-pebbles-in-row))
10275 @end group
10276 @end smallexample
10278 Finally, we know that the @code{while} loop should stop making repeated
10279 additions when there are no pebbles in a row.  So the test for
10280 the @code{while} loop is simply:
10282 @smallexample
10283 (while (> number-of-pebbles-in-row 0)
10284 @end smallexample
10286 @node Dec Example altogether,  , Dec Example parts, Decrementing Loop
10287 @unnumberedsubsubsec Putting the function definition together
10289 We can put these expressions together to create a function definition
10290 that works.  However, on examination, we find that one of the local
10291 variables is unneeded!
10293 @need 1250
10294 The function definition looks like this:
10296 @smallexample
10297 @group
10298 ;;; @r{First subtractive version.}
10299 (defun triangle (number-of-rows)
10300   "Add up the number of pebbles in a triangle."
10301   (let ((total 0)
10302         (number-of-pebbles-in-row number-of-rows))
10303     (while (> number-of-pebbles-in-row 0)
10304       (setq total (+ total number-of-pebbles-in-row))
10305       (setq number-of-pebbles-in-row
10306             (1- number-of-pebbles-in-row)))
10307     total))
10308 @end group
10309 @end smallexample
10311 As written, this function works.
10313 However, we do not need @code{number-of-pebbles-in-row}.
10315 @cindex Argument as local variable
10316 When the @code{triangle} function is evaluated, the symbol
10317 @code{number-of-rows} will be bound to a number, giving it an initial
10318 value.  That number can be changed in the body of the function as if
10319 it were a local variable, without any fear that such a change will
10320 effect the value of the variable outside of the function.  This is a
10321 very useful characteristic of Lisp; it means that the variable
10322 @code{number-of-rows} can be used anywhere in the function where
10323 @code{number-of-pebbles-in-row} is used.
10325 @need 800
10326 Here is a second version of the function written a bit more cleanly:
10328 @smallexample
10329 @group
10330 (defun triangle (number)                ; @r{Second version.}
10331   "Return sum of numbers 1 through NUMBER inclusive."
10332   (let ((total 0))
10333     (while (> number 0)
10334       (setq total (+ total number))
10335       (setq number (1- number)))
10336     total))
10337 @end group
10338 @end smallexample
10340 In brief, a properly written @code{while} loop will consist of three parts:
10342 @enumerate
10343 @item
10344 A test that will return false after the loop has repeated itself the
10345 correct number of times.
10347 @item
10348 An expression the evaluation of which will return the value desired
10349 after being repeatedly evaluated.
10351 @item
10352 An expression to change the value passed to the true-or-false-test so
10353 that the test returns false after the loop has repeated itself the right
10354 number of times.
10355 @end enumerate
10357 @node dolist dotimes, Recursion, while, Loops & Recursion
10358 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10359 @section Save your time: @code{dolist} and @code{dotimes}
10361 In addition to @code{while}, both @code{dolist} and @code{dotimes}
10362 provide for looping.  Sometimes these are quicker to write than the
10363 equivalent @code{while} loop.  Both are Lisp macros.  (@xref{Macros, ,
10364 Macros, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}. )
10366 @code{dolist} works like a @code{while} loop that `@sc{cdr}s down a
10367 list':  @code{dolist} automatically shortens the list each time it
10368 loops---takes the @sc{cdr} of the list---and binds the @sc{car} of
10369 each shorter version of the list to the first of its arguments.
10371 @code{dotimes} loops a specific number of times: you specify the number.
10373 @menu
10374 * dolist::
10375 * dotimes::
10376 @end menu
10378 @node dolist, dotimes, dolist dotimes, dolist dotimes
10379 @unnumberedsubsubsec The @code{dolist} Macro
10380 @findex dolist
10382 Suppose, for example, you want to reverse a list, so that
10383 ``first'' ``second'' ``third'' becomes ``third'' ``second'' ``first''.
10385 @need 1250
10386 In practice, you would use the @code{reverse} function, like this:
10388 @smallexample
10389 @group
10390 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
10392 (reverse animals)
10393 @end group
10394 @end smallexample
10396 @need 800
10397 @noindent
10398 Here is how you could reverse the list using a @code{while} loop:
10400 @smallexample
10401 @group
10402 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
10404 (defun reverse-list-with-while (list)
10405   "Using while, reverse the order of LIST."
10406   (let (value)  ; make sure list starts empty
10407     (while list
10408       (setq value (cons (car list) value))
10409       (setq list (cdr list)))
10410     value))
10412 (reverse-list-with-while animals)
10413 @end group
10414 @end smallexample
10416 @need 800
10417 @noindent
10418 And here is how you could use the @code{dolist} macro:
10420 @smallexample
10421 @group
10422 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
10424 (defun reverse-list-with-dolist (list)
10425   "Using dolist, reverse the order of LIST."
10426   (let (value)  ; make sure list starts empty
10427     (dolist (element list value)
10428       (setq value (cons element value)))))
10430 (reverse-list-with-dolist animals)
10431 @end group
10432 @end smallexample
10434 @need 1250
10435 @noindent
10436 In Info, you can place your cursor after the closing parenthesis of
10437 each expression and type @kbd{C-x C-e}; in each case, you should see
10439 @smallexample
10440 (tiger lion giraffe gazelle)
10441 @end smallexample
10443 @noindent
10444 in the echo area.
10446 For this example, the existing @code{reverse} function is obviously best.
10447 The @code{while} loop is just like our first example (@pxref{Loop
10448 Example, , A @code{while} Loop and a List}).  The @code{while} first
10449 checks whether the list has elements; if so, it constructs a new list
10450 by adding the first element of the list to the existing list (which in
10451 the first iteration of the loop is @code{nil}).  Since the second
10452 element is prepended in front of the first element, and the third
10453 element is prepended in front of the second element, the list is reversed.
10455 In the expression using a @code{while} loop,
10456 the @w{@code{(setq list (cdr list))}}
10457 expression shortens the list, so the @code{while} loop eventually
10458 stops.  In addition, it provides the @code{cons} expression with a new
10459 first element by creating a new and shorter list at each repetition of
10460 the loop.
10462 The @code{dolist} expression does very much the same as the
10463 @code{while} expression, except that the @code{dolist} macro does some
10464 of the work you have to do when writing a @code{while} expression.
10466 Like a @code{while} loop, a @code{dolist} loops.  What is different is
10467 that it automatically shortens the list each time it loops --- it
10468 `@sc{cdr}s down the list' on its own --- and it automatically binds
10469 the @sc{car} of each shorter version of the list to the first of its
10470 arguments.
10472 In the example, the @sc{car} of each shorter version of the list is
10473 referred to using the symbol @samp{element}, the list itself is called
10474 @samp{list}, and the value returned is called @samp{value}.  The
10475 remainder of the @code{dolist} expression is the body.
10477 The @code{dolist} expression binds the @sc{car} of each shorter
10478 version of the list to @code{element} and then evaluates the body of
10479 the expression; and repeats the loop.  The result is returned in
10480 @code{value}.
10482 @node dotimes,  , dolist, dolist dotimes
10483 @unnumberedsubsubsec The @code{dotimes} Macro
10484 @findex dotimes
10486 The @code{dotimes} macro is similar to @code{dolist}, except that it
10487 loops a specific number of times.
10489 The first argument to @code{dotimes} is assigned the numbers 0, 1, 2
10490 and so forth each time around the loop, and the value of the third
10491 argument is returned.  You need to provide the value of the second
10492 argument, which is how many times the macro loops.
10494 @need 1250
10495 For example, the following binds the numbers from 0 up to, but not
10496 including, the number 3 to the first argument, @var{number}, and then
10497 constructs a list of the three numbers.  (The first number is 0, the
10498 second number is 1, and the third number is 2; this makes a total of
10499 three numbers in all, starting with zero as the first number.)
10501 @smallexample
10502 @group
10503 (let (value)      ; otherwise a value is a void variable
10504   (dotimes (number 3 value)
10505     (setq value (cons number value))))
10507 @result{} (2 1 0)
10508 @end group
10509 @end smallexample
10511 @noindent
10512 @code{dotimes} returns @code{value}, so the way to use
10513 @code{dotimes} is to operate on some expression @var{number} number of
10514 times and then return the result, either as a list or an atom.
10516 @need 1250
10517 Here is an example of a @code{defun} that uses @code{dotimes} to add
10518 up the number of pebbles in a triangle.
10520 @smallexample
10521 @group
10522 (defun triangle-using-dotimes (number-of-rows)
10523   "Using dotimes, add up the number of pebbles in a triangle."
10524 (let ((total 0))  ; otherwise a total is a void variable
10525   (dotimes (number number-of-rows total)
10526     (setq total (+ total (1+ number))))))
10528 (triangle-using-dotimes 4)
10529 @end group
10530 @end smallexample
10532 @node Recursion, Looping exercise, dolist dotimes, Loops & Recursion
10533 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10534 @section Recursion
10535 @cindex Recursion
10537 A recursive function contains code that tells the Lisp interpreter to
10538 call a program that runs exactly like itself, but with slightly
10539 different arguments.  The code runs exactly the same because it has
10540 the same name.  However, even though the program has the same name, it
10541 is not the same entity.  It is different.  In the jargon, it is a
10542 different `instance'.
10544 Eventually, if the program is written correctly, the `slightly
10545 different arguments' will become sufficiently different from the first
10546 arguments that the final instance will stop.
10548 @menu
10549 * Building Robots::             Same model, different serial number ...
10550 * Recursive Definition Parts::  Walk until you stop ...
10551 * Recursion with list::         Using a list as the test whether to recurse.
10552 * Recursive triangle function::
10553 * Recursion with cond::
10554 * Recursive Patterns::          Often used templates.
10555 * No Deferment::                Don't store up work ...
10556 * No deferment solution::
10557 @end menu
10559 @node Building Robots, Recursive Definition Parts, Recursion, Recursion
10560 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10561 @subsection Building Robots: Extending the Metaphor
10562 @cindex Building robots
10563 @cindex Robots, building
10565 It is sometimes helpful to think of a running program as a robot that
10566 does a job.  In doing its job, a recursive function calls on a second
10567 robot to help it.  The second robot is identical to the first in every
10568 way, except that the second robot helps the first and has been
10569 passed different arguments than the first.
10571 In a recursive function, the second robot may call a third; and the
10572 third may call a fourth, and so on.  Each of these is a different
10573 entity; but all are clones.
10575 Since each robot has slightly different instructions---the arguments
10576 will differ from one robot to the next---the last robot should know
10577 when to stop.
10579 Let's expand on the metaphor in which a computer program is a robot.
10581 A function definition provides the blueprints for a robot.  When you
10582 install a function definition, that is, when you evaluate a
10583 @code{defun} special form, you install the necessary equipment to
10584 build robots.  It is as if you were in a factory, setting up an
10585 assembly line.  Robots with the same name are built according to the
10586 same blueprints.  So they have, as it were, the same `model number',
10587 but a different `serial number'.
10589 We often say that a recursive function `calls itself'.  What we mean
10590 is that the instructions in a recursive function cause the Lisp
10591 interpreter to run a different function that has the same name and
10592 does the same job as the first, but with different arguments.
10594 It is important that the arguments differ from one instance to the
10595 next; otherwise, the process will never stop.
10597 @node Recursive Definition Parts, Recursion with list, Building Robots, Recursion
10598 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10599 @subsection The Parts of a Recursive Definition
10600 @cindex Parts of a Recursive Definition
10601 @cindex Recursive Definition Parts
10603 A recursive function typically contains a conditional expression which
10604 has three parts:
10606 @enumerate
10607 @item
10608 A true-or-false-test that determines whether the function is called
10609 again, here called the @dfn{do-again-test}.
10611 @item
10612 The name of the function.  When this name is called, a new instance of
10613 the function---a new robot, as it were---is created and told what to do.
10615 @item
10616 An expression that returns a different value each time the function is
10617 called, here called the @dfn{next-step-expression}.  Consequently, the
10618 argument (or arguments) passed to the new instance of the function
10619 will be different from that passed to the previous instance.  This
10620 causes the conditional expression, the @dfn{do-again-test}, to test
10621 false after the correct number of repetitions.
10622 @end enumerate
10624 Recursive functions can be much simpler than any other kind of
10625 function.  Indeed, when people first start to use them, they often look
10626 so mysteriously simple as to be incomprehensible.  Like riding a
10627 bicycle, reading a recursive function definition takes a certain knack
10628 which is hard at first but then seems simple.
10630 @need 1200
10631 There are several different common recursive patterns.  A very simple
10632 pattern looks like this:
10634 @smallexample
10635 @group
10636 (defun @var{name-of-recursive-function} (@var{argument-list})
10637   "@var{documentation}@dots{}"
10638   (if @var{do-again-test}
10639     @var{body}@dots{}
10640     (@var{name-of-recursive-function}
10641          @var{next-step-expression})))
10642 @end group
10643 @end smallexample
10645 Each time a recursive function is evaluated, a new instance of it is
10646 created and told what to do.  The arguments tell the instance what to do.
10648 An argument is bound to the value of the next-step-expression.  Each
10649 instance runs with a different value of the next-step-expression.
10651 The value in the next-step-expression is used in the do-again-test.
10653 The value returned by the next-step-expression is passed to the new
10654 instance of the function, which evaluates it (or some
10655 transmogrification of it) to determine whether to continue or stop.
10656 The next-step-expression is designed so that the do-again-test returns
10657 false when the function should no longer be repeated.
10659 The do-again-test is sometimes called the @dfn{stop condition},
10660 since it stops the repetitions when it tests false.
10662 @node Recursion with list, Recursive triangle function, Recursive Definition Parts, Recursion
10663 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10664 @subsection Recursion with a List
10666 The example of a @code{while} loop that printed the elements of a list
10667 of numbers can be written recursively.  Here is the code, including
10668 an expression to set the value of the variable @code{animals} to a list.
10670 If you are using Emacs 20 or before, this example must be copied to
10671 the @file{*scratch*} buffer and each expression must be evaluated
10672 there.  Use @kbd{C-u C-x C-e} to evaluate the
10673 @code{(print-elements-recursively animals)} expression so that the
10674 results are printed in the buffer; otherwise the Lisp interpreter will
10675 try to squeeze the results into the one line of the echo area.
10677 Also, place your cursor immediately after the last closing parenthesis
10678 of the @code{print-elements-recursively} function, before the comment.
10679 Otherwise, the Lisp interpreter will try to evaluate the comment.
10681 If you are using Emacs 21 or later, you can evaluate this expression
10682 directly in Info.
10684 @findex print-elements-recursively
10685 @smallexample
10686 @group
10687 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
10689 (defun print-elements-recursively (list)
10690   "Print each element of LIST on a line of its own.
10691 Uses recursion."
10692   (if list                              ; @r{do-again-test}
10693       (progn
10694         (print (car list))              ; @r{body}
10695         (print-elements-recursively     ; @r{recursive call}
10696          (cdr list)))))                 ; @r{next-step-expression}
10698 (print-elements-recursively animals)
10699 @end group
10700 @end smallexample
10702 The @code{print-elements-recursively} function first tests whether
10703 there is any content in the list; if there is, the function prints the
10704 first element of the list, the @sc{car} of the list.  Then the
10705 function `invokes itself', but gives itself as its argument, not the
10706 whole list, but the second and subsequent elements of the list, the
10707 @sc{cdr} of the list.
10709 Put another way, if the list is not empty, the function invokes
10710 another instance of code that is similar to the initial code, but is a
10711 different thread of execution, with different arguments than the first
10712 instance.
10714 Put in yet another way, if the list is not empty, the first robot
10715 assemblies a second robot and tells it what to do; the second robot is
10716 a different individual from the first, but is the same model.
10718 When the second evaluation occurs, the @code{if} expression is
10719 evaluated and if true, prints the first element of the list it
10720 receives as its argument (which is the second element of the original
10721 list).  Then the function `calls itself' with the @sc{cdr} of the list
10722 it is invoked with, which (the second time around) is the @sc{cdr} of
10723 the @sc{cdr} of the original list.
10725 Note that although we say that the function `calls itself', what we
10726 mean is that the Lisp interpreter assembles and instructs a new
10727 instance of the program.  The new instance is a clone of the first,
10728 but is a separate individual.
10730 Each time the function `invokes itself', it invokes itself on a
10731 shorter version of the original list.  It creates a new instance that
10732 works on a shorter list.
10734 Eventually, the function invokes itself on an empty list.  It creates
10735 a new instance whose argument is @code{nil}.  The conditional expression
10736 tests the value of @code{list}.  Since the value of @code{list} is
10737 @code{nil}, the @code{if} expression tests false so the then-part is
10738 not evaluated.  The function as a whole then returns @code{nil}.
10740 @need 1200
10741 When you evaluate @code{(print-elements-recursively animals)} in the
10742 @file{*scratch*} buffer, you see this result:
10744 @smallexample
10745 @group
10746 gazelle
10748 giraffe
10750 lion
10752 tiger
10754 @end group
10755 @end smallexample
10757 @node Recursive triangle function, Recursion with cond, Recursion with list, Recursion
10758 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10759 @subsection Recursion in Place of a Counter
10760 @findex triangle-recursively
10762 @need 1200
10763 The @code{triangle} function described in a previous section can also
10764 be written recursively.  It looks like this:
10766 @smallexample
10767 @group
10768 (defun triangle-recursively (number)
10769   "Return the sum of the numbers 1 through NUMBER inclusive.
10770 Uses recursion."
10771   (if (= number 1)                    ; @r{do-again-test}
10772       1                               ; @r{then-part}
10773     (+ number                         ; @r{else-part}
10774        (triangle-recursively          ; @r{recursive call}
10775         (1- number)))))               ; @r{next-step-expression}
10777 (triangle-recursively 7)
10778 @end group
10779 @end smallexample
10781 @noindent
10782 You can install this function by evaluating it and then try it by
10783 evaluating @code{(triangle-recursively 7)}.  (Remember to put your
10784 cursor immediately after the last parenthesis of the function
10785 definition, before the comment.)  The function evaluates to 28.
10787 To understand how this function works, let's consider what happens in the
10788 various cases when the function is passed 1, 2, 3, or 4 as the value of
10789 its argument.
10791 @menu
10792 * Recursive Example arg of 1 or 2::
10793 * Recursive Example arg of 3 or 4::
10794 @end menu
10796 @node Recursive Example arg of 1 or 2, Recursive Example arg of 3 or 4, Recursive triangle function, Recursive triangle function
10797 @ifnottex
10798 @unnumberedsubsubsec An argument of 1 or 2
10799 @end ifnottex
10801 First, what happens if the value of the argument is 1?
10803 The function has an @code{if} expression after the documentation
10804 string.  It tests whether the value of @code{number} is equal to 1; if
10805 so, Emacs evaluates the then-part of the @code{if} expression, which
10806 returns the number 1 as the value of the function.  (A triangle with
10807 one row has one pebble in it.)
10809 Suppose, however, that the value of the argument is 2.  In this case,
10810 Emacs evaluates the else-part of the @code{if} expression.
10812 @need 1200
10813 The else-part consists of an addition, the recursive call to
10814 @code{triangle-recursively} and a decrementing action; and it looks like
10815 this:
10817 @smallexample
10818 (+ number (triangle-recursively (1- number)))
10819 @end smallexample
10821 When Emacs evaluates this expression, the innermost expression is
10822 evaluated first; then the other parts in sequence.  Here are the steps
10823 in detail:
10825 @table @i
10826 @item Step 1 @w{  } Evaluate the innermost expression.
10828 The innermost expression is @code{(1- number)} so Emacs decrements the
10829 value of @code{number} from 2 to 1.
10831 @item Step 2 @w{  } Evaluate the @code{triangle-recursively} function.
10833 The Lisp interpreter creates an individual instance of
10834 @code{triangle-recursively}.  It does not matter that this function is
10835 contained within itself.  Emacs passes the result Step 1 as the
10836 argument used by this instance of the @code{triangle-recursively}
10837 function
10839 In this case, Emacs evaluates @code{triangle-recursively} with an
10840 argument of 1.  This means that this evaluation of
10841 @code{triangle-recursively} returns 1.
10843 @item Step 3 @w{  } Evaluate the value of @code{number}.
10845 The variable @code{number} is the second element of the list that
10846 starts with @code{+}; its value is 2.
10848 @item Step 4 @w{  } Evaluate the @code{+} expression.
10850 The @code{+} expression receives two arguments, the first
10851 from the evaluation of @code{number} (Step 3) and the second from the
10852 evaluation of @code{triangle-recursively} (Step 2).
10854 The result of the addition is the sum of 2 plus 1, and the number 3 is
10855 returned, which is correct.  A triangle with two rows has three
10856 pebbles in it.
10857 @end table
10859 @node Recursive Example arg of 3 or 4,  , Recursive Example arg of 1 or 2, Recursive triangle function
10860 @unnumberedsubsubsec An argument of 3 or 4
10862 Suppose that @code{triangle-recursively} is called with an argument of
10865 @table @i
10866 @item Step 1 @w{  } Evaluate the do-again-test.
10868 The @code{if} expression is evaluated first.  This is the do-again
10869 test and returns false, so the else-part of the @code{if} expression
10870 is evaluated.  (Note that in this example, the do-again-test causes
10871 the function to call itself when it tests false, not when it tests
10872 true.)
10874 @item Step 2 @w{  } Evaluate the innermost expression of the else-part.
10876 The innermost expression of the else-part is evaluated, which decrements
10877 3 to 2.  This is the next-step-expression.
10879 @item Step 3 @w{  } Evaluate the @code{triangle-recursively} function.
10881 The number 2 is passed to the @code{triangle-recursively} function.
10883 We know what happens when Emacs evaluates @code{triangle-recursively} with
10884 an argument of 2.  After going through the sequence of actions described
10885 earlier, it returns a value of 3.  So that is what will happen here.
10887 @item Step 4 @w{  } Evaluate the addition.
10889 3 will be passed as an argument to the addition and will be added to the
10890 number with which the function was called, which is 3.
10891 @end table
10893 @noindent
10894 The value returned by the function as a whole will be 6.
10896 Now that we know what will happen when @code{triangle-recursively} is
10897 called with an argument of 3, it is evident what will happen if it is
10898 called with an argument of 4:
10900 @quotation
10901 @need 800
10902 In the recursive call, the evaluation of
10904 @smallexample
10905 (triangle-recursively (1- 4))
10906 @end smallexample
10908 @need 800
10909 @noindent
10910 will return the value of evaluating
10912 @smallexample
10913 (triangle-recursively 3)
10914 @end smallexample
10916 @noindent
10917 which is 6 and this value will be added to 4 by the addition in the
10918 third line.
10919 @end quotation
10921 @noindent
10922 The value returned by the function as a whole will be 10.
10924 Each time @code{triangle-recursively} is evaluated, it evaluates a
10925 version of itself---a different instance of itself---with a smaller
10926 argument, until the argument is small enough so that it does not
10927 evaluate itself.
10929 Note that this particular design for a recursive function
10930 requires that operations be deferred.
10932 Before @code{(triangle-recursively 7)} can calculate its answer, it
10933 must call @code{(triangle-recursively 6)}; and before
10934 @code{(triangle-recursively 6)} can calculate its answer, it must call
10935 @code{(triangle-recursively 5)}; and so on.  That is to say, the
10936 calculation that @code{(triangle-recursively 7)} makes must be
10937 deferred until @code{(triangle-recursively 6)} makes its calculation;
10938 and @code{(triangle-recursively 6)} must defer until
10939 @code{(triangle-recursively 5)} completes; and so on.
10941 If each of these instances of @code{triangle-recursively} are thought
10942 of as different robots, the first robot must wait for the second to
10943 complete its job, which must wait until the third completes, and so
10946 There is a way around this kind of waiting, which we will discuss in
10947 @ref{No Deferment, , Recursion without Deferments}.
10949 @node Recursion with cond, Recursive Patterns, Recursive triangle function, Recursion
10950 @comment  node-name,  next,  previous,  up
10951 @subsection Recursion Example Using @code{cond}
10952 @findex cond
10954 The version of @code{triangle-recursively} described earlier is written
10955 with the @code{if} special form.  It can also be written using another
10956 special form called @code{cond}.  The name of the special form
10957 @code{cond} is an abbreviation of the word @samp{conditional}.
10959 Although the @code{cond} special form is not used as often in the
10960 Emacs Lisp sources as @code{if}, it is used often enough to justify
10961 explaining it.
10963 @need 800
10964 The template for a @code{cond} expression looks like this:
10966 @smallexample
10967 @group
10968 (cond
10969  @var{body}@dots{})
10970 @end group
10971 @end smallexample
10973 @noindent
10974 where the @var{body} is a series of lists.
10976 @need 800
10977 Written out more fully, the template looks like this:
10979 @smallexample
10980 @group
10981 (cond
10982  (@var{first-true-or-false-test} @var{first-consequent})
10983  (@var{second-true-or-false-test} @var{second-consequent})
10984  (@var{third-true-or-false-test} @var{third-consequent})
10985   @dots{})
10986 @end group
10987 @end smallexample
10989 When the Lisp interpreter evaluates the @code{cond} expression, it
10990 evaluates the first element (the @sc{car} or true-or-false-test) of
10991 the first expression in a series of expressions within the body of the
10992 @code{cond}.
10994 If the true-or-false-test returns @code{nil} the rest of that
10995 expression, the consequent, is skipped and  the true-or-false-test of the
10996 next expression is evaluated.  When an expression is found whose
10997 true-or-false-test returns a value that is not @code{nil}, the
10998 consequent of that expression is evaluated.  The consequent can be one
10999 or more expressions.  If the consequent consists of more than one
11000 expression, the expressions are evaluated in sequence and the value of
11001 the last one is returned.  If the expression does not have a consequent,
11002 the value of the true-or-false-test is returned.
11004 If none of the true-or-false-tests test true, the @code{cond} expression
11005 returns @code{nil}.
11007 @need 1250
11008 Written using @code{cond}, the @code{triangle} function looks like this:
11010 @smallexample
11011 @group
11012 (defun triangle-using-cond (number)
11013   (cond ((<= number 0) 0)
11014         ((= number 1) 1)
11015         ((> number 1)
11016          (+ number (triangle-using-cond (1- number))))))
11017 @end group
11018 @end smallexample
11020 @noindent
11021 In this example, the @code{cond} returns 0 if the number is less than or
11022 equal to 0, it returns 1 if the number is 1 and it evaluates @code{(+
11023 number (triangle-using-cond (1- number)))} if the number is greater than
11026 @node Recursive Patterns, No Deferment, Recursion with cond, Recursion
11027 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11028 @subsection Recursive Patterns
11029 @cindex Recursive Patterns
11031 Here are three common recursive patterns.  Each involves a list.
11032 Recursion does not need to involve lists, but Lisp is designed for lists
11033 and this provides a sense of its primal capabilities.
11035 @menu
11036 * Every::
11037 * Accumulate::
11038 * Keep::
11039 @end menu
11041 @node Every, Accumulate, Recursive Patterns, Recursive Patterns
11042 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11043 @unnumberedsubsubsec Recursive Pattern: @emph{every}
11044 @cindex Every, type of recursive pattern
11045 @cindex Recursive pattern: every
11047 In the @code{every} recursive pattern, an action is performed on every
11048 element of a list.
11050 @need 1500
11051 The basic pattern is:
11053 @itemize @bullet
11054 @item
11055 If a list be empty, return @code{nil}.
11056 @item
11057 Else, act on the beginning of the list (the @sc{car} of the list)
11058     @itemize @minus
11059     @item
11060     through a recursive call by the function on the rest (the
11061     @sc{cdr}) of the list,
11062     @item
11063     and, optionally, combine the acted-on element, using @code{cons},
11064     with the results of acting on the rest.
11065     @end itemize
11066 @end itemize
11068 @need 1500
11069 Here is example:
11071 @smallexample
11072 @group
11073 (defun square-each (numbers-list)
11074   "Square each of a NUMBERS LIST, recursively."
11075   (if (not numbers-list)                ; do-again-test
11076       nil
11077     (cons
11078      (* (car numbers-list) (car numbers-list))
11079      (square-each (cdr numbers-list))))) ; next-step-expression
11080 @end group
11082 @group
11083 (square-each '(1 2 3))
11084     @result{} (1 4 9)
11085 @end group
11086 @end smallexample
11088 @need 1200
11089 @noindent
11090 If @code{numbers-list} is empty, do nothing.  But if it has content,
11091 construct a list combining the square of the first number in the list
11092 with the result of the recursive call.
11094 (The example follows the pattern exactly: @code{nil} is returned if
11095 the numbers' list is empty.  In practice, you would write the
11096 conditional so it carries out the action when the numbers' list is not
11097 empty.)
11099 The @code{print-elements-recursively} function (@pxref{Recursion with
11100 list, , Recursion with a List}) is another example of an @code{every}
11101 pattern, except in this case, rather than bring the results together
11102 using @code{cons}, we print each element of output.
11104 @need 1250
11105 The @code{print-elements-recursively} function looks like this:
11107 @smallexample
11108 @group
11109 (setq animals '(gazelle giraffe lion tiger))
11110 @end group
11112 @group
11113 (defun print-elements-recursively (list)
11114   "Print each element of LIST on a line of its own.
11115 Uses recursion."
11116   (if list                              ; @r{do-again-test}
11117       (progn
11118         (print (car list))              ; @r{body}
11119         (print-elements-recursively     ; @r{recursive call}
11120          (cdr list)))))                 ; @r{next-step-expression}
11122 (print-elements-recursively animals)
11123 @end group
11124 @end smallexample
11126 @need 1500
11127 The pattern for @code{print-elements-recursively} is:
11129 @itemize @bullet
11130 @item
11131 If the list be empty, do nothing.
11132 @item
11133 But if the list has at least one element,
11134     @itemize @minus
11135     @item
11136     act on the beginning of the list (the @sc{car} of the list),
11137     @item
11138     and make a recursive call on the rest (the @sc{cdr}) of the list.
11139     @end itemize
11140 @end itemize
11142 @node Accumulate, Keep, Every, Recursive Patterns
11143 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11144 @unnumberedsubsubsec Recursive Pattern: @emph{accumulate}
11145 @cindex Accumulate, type of recursive pattern
11146 @cindex Recursive pattern: accumulate
11148 Another recursive pattern is called the @code{accumulate} pattern.  In
11149 the @code{accumulate} recursive pattern, an action is performed on
11150 every element of a list and the result of that action is accumulated
11151 with the results of performing the action on the other elements.
11153 This is very like the `every' pattern using @code{cons}, except that
11154 @code{cons} is not used, but some other combiner.
11156 @need 1500
11157 The pattern is:
11159 @itemize @bullet
11160 @item
11161 If a list be empty, return zero or some other constant.
11162 @item
11163 Else, act on the beginning of the list (the @sc{car} of the list),
11164     @itemize @minus
11165     @item
11166     and combine that acted-on element, using @code{+} or
11167     some other combining function, with
11168     @item
11169     a recursive call by the function on the rest (the @sc{cdr}) of the list.
11170     @end itemize
11171 @end itemize
11173 @need 1500
11174 Here is an example:
11176 @smallexample
11177 @group
11178 (defun add-elements (numbers-list)
11179   "Add the elements of NUMBERS-LIST together."
11180   (if (not numbers-list)
11181       0
11182     (+ (car numbers-list) (add-elements (cdr numbers-list)))))
11183 @end group
11185 @group
11186 (add-elements '(1 2 3 4))
11187     @result{} 10
11188 @end group
11189 @end smallexample
11191 @xref{Files List, , Making a List of Files}, for an example of the
11192 accumulate pattern.
11194 @node Keep,  , Accumulate, Recursive Patterns
11195 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11196 @unnumberedsubsubsec Recursive Pattern: @emph{keep}
11197 @cindex Keep, type of recursive pattern
11198 @cindex Recursive pattern: keep
11200 A third recursive pattern is called the @code{keep} pattern.
11201 In the @code{keep} recursive pattern, each element of a list is tested;
11202 the element is acted on and the results are kept only if the element
11203 meets a criterion.
11205 Again, this is very like the `every' pattern, except the element is
11206 skipped unless it meets a criterion.
11208 @need 1500
11209 The pattern has three parts:
11211 @itemize @bullet
11212 @item
11213 If a list be empty, return @code{nil}.
11214 @item
11215 Else, if the beginning of the list (the @sc{car} of the list) passes
11216         a test
11217     @itemize @minus
11218     @item
11219     act on that element and combine it, using @code{cons} with
11220     @item
11221     a recursive call by the function on the rest (the @sc{cdr}) of the list.
11222     @end itemize
11223 @item
11224 Otherwise, if the beginning of the list (the @sc{car} of the list) fails
11225 the test
11226     @itemize @minus
11227     @item
11228     skip on that element,
11229     @item
11230     and, recursively call the function on the rest (the @sc{cdr}) of the list.
11231     @end itemize
11232 @end itemize
11234 @need 1500
11235 Here is an example that uses @code{cond}:
11237 @smallexample
11238 @group
11239 (defun keep-three-letter-words (word-list)
11240   "Keep three letter words in WORD-LIST."
11241   (cond
11242    ;; First do-again-test: stop-condition
11243    ((not word-list) nil)
11245    ;; Second do-again-test: when to act
11246    ((eq 3 (length (symbol-name (car word-list))))
11247     ;; combine acted-on element with recursive call on shorter list
11248     (cons (car word-list) (keep-three-letter-words (cdr word-list))))
11250    ;; Third do-again-test: when to skip element;
11251    ;;   recursively call shorter list with next-step expression
11252    (t  (keep-three-letter-words (cdr word-list)))))
11253 @end group
11255 @group
11256 (keep-three-letter-words '(one two three four five six))
11257     @result{} (one two six)
11258 @end group
11259 @end smallexample
11261 It goes without saying that you need not use @code{nil} as the test for
11262 when to stop; and you can, of course, combine these patterns.
11264 @node No Deferment, No deferment solution, Recursive Patterns, Recursion
11265 @subsection Recursion without Deferments
11266 @cindex Deferment in recursion
11267 @cindex Recursion without Deferments
11269 Let's consider again what happens with the @code{triangle-recursively}
11270 function.  We will find that the intermediate calculations are
11271 deferred until all can be done.
11273 @need 800
11274 Here is the function definition:
11276 @smallexample
11277 @group
11278 (defun triangle-recursively (number)
11279   "Return the sum of the numbers 1 through NUMBER inclusive.
11280 Uses recursion."
11281   (if (= number 1)                    ; @r{do-again-test}
11282       1                               ; @r{then-part}
11283     (+ number                         ; @r{else-part}
11284        (triangle-recursively          ; @r{recursive call}
11285         (1- number)))))               ; @r{next-step-expression}
11286 @end group
11287 @end smallexample
11289 What happens when we call this function with a argument of 7?
11291 The first instance of the @code{triangle-recursively} function adds
11292 the number 7 to the value returned by a second instance of
11293 @code{triangle-recursively}, an instance that has been passed an
11294 argument of 6.  That is to say, the first calculation is:
11296 @smallexample
11297 (+ 7 (triangle-recursively 6))
11298 @end smallexample
11300 @noindent
11301 The first instance of @code{triangle-recursively}---you may want to
11302 think of it as a little robot---cannot complete its job.  It must hand
11303 off the calculation for @code{(triangle-recursively 6)} to a second
11304 instance of the program, to a second robot.  This second individual is
11305 completely different from the first one; it is, in the jargon, a
11306 `different instantiation'.  Or, put another way, it is a different
11307 robot.  It is the same model as the first; it calculates triangle
11308 numbers recursively; but it has a different serial number.
11310 And what does @code{(triangle-recursively 6)} return?  It returns the
11311 number 6 added to the value returned by evaluating
11312 @code{triangle-recursively} with an argument of 5.  Using the robot
11313 metaphor, it asks yet another robot to help it.
11315 @need 800
11316 Now the total is:
11318 @smallexample
11319 (+ 7 6 (triangle-recursively 5))
11320 @end smallexample
11322 @need 800
11323 And what happens next?
11325 @smallexample
11326 (+ 7 6 5 (triangle-recursively 4))
11327 @end smallexample
11329 Each time @code{triangle-recursively} is called, except for the last
11330 time, it creates another instance of the program---another robot---and
11331 asks it to make a calculation.
11333 @need 800
11334 Eventually, the full addition is set up and performed:
11336 @smallexample
11337 (+ 7 6 5 4 3 2 1)
11338 @end smallexample
11340 This design for the function defers the calculation of the first step
11341 until the second can be done, and defers that until the third can be
11342 done, and so on.  Each deferment means the computer must remember what
11343 is being waited on.  This is not a problem when there are only a few
11344 steps, as in this example.  But it can be a problem when there are
11345 more steps.
11347 @node No deferment solution,  , No Deferment, Recursion
11348 @subsection No Deferment Solution
11349 @cindex No deferment solution
11350 @cindex Defermentless solution
11351 @cindex Solution without deferment
11353 The solution to the problem of deferred operations is to write in a
11354 manner that does not defer operations@footnote{The phrase @dfn{tail
11355 recursive} is used to describe such a process, one that uses
11356 `constant space'.}.  This requires
11357 writing to a different pattern, often one that involves writing two
11358 function definitions, an `initialization' function and a `helper'
11359 function.
11361 The `initialization' function sets up the job; the `helper' function
11362 does the work.
11364 @need 1200
11365 Here are the two function definitions for adding up numbers.  They are
11366 so simple, I find them hard to understand.
11368 @smallexample
11369 @group
11370 (defun triangle-initialization (number)
11371   "Return the sum of the numbers 1 through NUMBER inclusive.
11372 This is the `initialization' component of a two function
11373 duo that uses recursion."
11374   (triangle-recursive-helper 0 0 number))
11375 @end group
11376 @end smallexample
11378 @smallexample
11379 @group
11380 (defun triangle-recursive-helper (sum counter number)
11381   "Return SUM, using COUNTER, through NUMBER inclusive.
11382 This is the `helper' component of a two function duo
11383 that uses recursion."
11384   (if (> counter number)
11385       sum
11386     (triangle-recursive-helper (+ sum counter)  ; @r{sum}
11387                                (1+ counter)     ; @r{counter}
11388                                number)))        ; @r{number}
11389 @end group
11390 @end smallexample
11392 @need 1250
11393 Install both function definitions by evaluating them, then call
11394 @code{triangle-initialization} with 2 rows:
11396 @smallexample
11397 @group
11398 (triangle-initialization 2)
11399     @result{} 3
11400 @end group
11401 @end smallexample
11403 The `initialization' function calls the first instance of the `helper'
11404 function with three arguments: zero, zero, and a number which is the
11405 number of rows in the triangle.
11407 The first two arguments passed to the `helper' function are
11408 initialization values.  These values are changed when
11409 @code{triangle-recursive-helper} invokes new instances.@footnote{The
11410 jargon is mildly confusing:  @code{triangle-recursive-helper} uses a
11411 process that is iterative in a procedure that is recursive.  The
11412 process is called iterative because the computer need only record the
11413 three values, @code{sum}, @code{counter}, and @code{number}; the
11414 procedure is recursive because the function `calls itself'.  On the
11415 other hand, both the process and the procedure used by
11416 @code{triangle-recursively} are called recursive.  The word
11417 `recursive' has different meanings in the two contexts.}
11419 Let's see what happens when we have a triangle that has one row.  (This
11420 triangle will have one pebble in it!)
11422 @need 1200
11423 @code{triangle-initialization} will call its helper with
11424 the arguments @w{@code{0 0 1}}.  That function will run the conditional
11425 test whether @code{(> counter number)}:
11427 @smallexample
11428 (> 0 1)
11429 @end smallexample
11431 @need 1200
11432 @noindent
11433 and find that the result is false, so it will invoke
11434 the then-part of the @code{if} clause:
11436 @smallexample
11437 @group
11438     (triangle-recursive-helper
11439      (+ sum counter)  ; @r{sum plus counter} @result{} @r{sum}
11440      (1+ counter)     ; @r{increment counter} @result{} @r{counter}
11441      number)          ; @r{number stays the same}
11442 @end group
11443 @end smallexample
11445 @need 800
11446 @noindent
11447 which will first compute:
11449 @smallexample
11450 @group
11451 (triangle-recursive-helper (+ 0 0)  ; @r{sum}
11452                            (1+ 0)   ; @r{counter}
11453                            1)       ; @r{number}
11454 @exdent which is:
11456 (triangle-recursive-helper 0 1 1)
11457 @end group
11458 @end smallexample
11460 Again, @code{(> counter number)} will be false, so again, the Lisp
11461 interpreter will evaluate @code{triangle-recursive-helper}, creating a
11462 new instance with new arguments.
11464 @need 800
11465 This new instance will be;
11467 @smallexample
11468 @group
11469     (triangle-recursive-helper
11470      (+ sum counter)  ; @r{sum plus counter} @result{} @r{sum}
11471      (1+ counter)     ; @r{increment counter} @result{} @r{counter}
11472      number)          ; @r{number stays the same}
11474 @exdent which is:
11476 (triangle-recursive-helper 1 2 1)
11477 @end group
11478 @end smallexample
11480 In this case, the @code{(> counter number)} test will be true!  So the
11481 instance will return the value of the sum, which will be 1, as
11482 expected.
11484 Now, let's pass @code{triangle-initialization} an argument
11485 of 2, to find out how many pebbles there are in a triangle with two rows.
11487 That function calls @code{(triangle-recursive-helper 0 0 2)}.
11489 @need 800
11490 In stages, the instances called will be:
11492 @smallexample
11493 @group
11494                           @r{sum counter number}
11495 (triangle-recursive-helper 0    1       2)
11497 (triangle-recursive-helper 1    2       2)
11499 (triangle-recursive-helper 3    3       2)
11500 @end group
11501 @end smallexample
11503 When the last instance is called, the @code{(> counter number)} test
11504 will be true, so the instance will return the value of @code{sum},
11505 which will be 3.
11507 This kind of pattern helps when you are writing functions that can use
11508 many resources in a computer.
11510 @need 1500
11511 @node Looping exercise,  , Recursion, Loops & Recursion
11512 @section Looping Exercise
11514 @itemize @bullet
11515 @item
11516 Write a function similar to @code{triangle} in which each row has a
11517 value which is the square of the row number.  Use a @code{while} loop.
11519 @item
11520 Write a function similar to @code{triangle} that multiplies instead of
11521 adds the values.
11523 @item
11524 Rewrite these two functions recursively.  Rewrite these functions
11525 using @code{cond}.
11527 @c comma in printed title causes problem in Info cross reference
11528 @item
11529 Write a function for Texinfo mode that creates an index entry at the
11530 beginning of a paragraph for every @samp{@@dfn} within the paragraph.
11531 (In a Texinfo file, @samp{@@dfn} marks a definition.  This book is
11532 written in Texinfo.)
11534 Many of the functions you will need are described in two of the
11535 previous chapters, @ref{Cutting & Storing Text, , Cutting and Storing
11536 Text}, and @ref{Yanking, , Yanking Text Back}.  If you use
11537 @code{forward-paragraph} to put the index entry at the beginning of
11538 the paragraph, you will have to use @w{@kbd{C-h f}}
11539 (@code{describe-function}) to find out how to make the command go
11540 backwards.
11542 For more information, see
11543 @ifinfo
11544 @ref{Indicating, , Indicating Definitions, texinfo}.
11545 @end ifinfo
11546 @ifhtml
11547 @ref{Indicating, , Indicating, texinfo, Texinfo Manual}, which goes to
11548 a Texinfo manual in the current directory.  Or, if you are on the
11549 Internet, see
11550 @uref{http://www.gnu.org/manual/texinfo-4.6/html_node/Indicating.html}
11551 @end ifhtml
11552 @iftex
11553 ``Indicating Definitions, Commands, etc.'' in @cite{Texinfo, The GNU
11554 Documentation Format}.
11555 @end iftex
11556 @end itemize
11558 @node Regexp Search, Counting Words, Loops & Recursion, Top
11559 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11560 @chapter Regular Expression Searches
11561 @cindex Searches, illustrating
11562 @cindex Regular expression searches
11563 @cindex Patterns, searching for
11564 @cindex Motion by sentence and paragraph
11565 @cindex Sentences, movement by
11566 @cindex Paragraphs, movement by
11568 Regular expression searches are used extensively in GNU Emacs.  The
11569 two functions, @code{forward-sentence} and @code{forward-paragraph},
11570 illustrate these searches well.  They use regular expressions to find
11571 where to move point.  The phrase `regular expression' is often written
11572 as `regexp'.
11574 Regular expression searches are described in @ref{Regexp Search, ,
11575 Regular Expression Search, emacs, The GNU Emacs Manual}, as well as in
11576 @ref{Regular Expressions, , , elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
11577 Manual}.  In writing this chapter, I am presuming that you have at
11578 least a mild acquaintance with them.  The major point to remember is
11579 that regular expressions permit you to search for patterns as well as
11580 for literal strings of characters.  For example, the code in
11581 @code{forward-sentence} searches for the pattern of possible
11582 characters that could mark the end of a sentence, and moves point to
11583 that spot.
11585 Before looking at the code for the @code{forward-sentence} function, it
11586 is worth considering what the pattern that marks the end of a sentence
11587 must be.  The pattern is discussed in the next section; following that
11588 is a description of the regular expression search function,
11589 @code{re-search-forward}.  The @code{forward-sentence} function
11590 is described in the section following.  Finally, the
11591 @code{forward-paragraph} function is described in the last section of
11592 this chapter.  @code{forward-paragraph} is a complex function that
11593 introduces several new features.
11595 @menu
11596 * sentence-end::                The regular expression for @code{sentence-end}.
11597 * re-search-forward::           Very similar to @code{search-forward}.
11598 * forward-sentence::            A straightforward example of regexp search.
11599 * forward-paragraph::           A somewhat complex example.
11600 * etags::                       How to create your own @file{TAGS} table.
11601 * Regexp Review::
11602 * re-search Exercises::
11603 @end menu
11605 @node sentence-end, re-search-forward, Regexp Search, Regexp Search
11606 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11607 @section The Regular Expression for @code{sentence-end}
11608 @findex sentence-end
11610 The symbol @code{sentence-end} is bound to the pattern that marks the
11611 end of a sentence.  What should this regular expression be?
11613 Clearly, a sentence may be ended by a period, a question mark, or an
11614 exclamation mark.  Indeed, only clauses that end with one of those three
11615 characters should be considered the end of a sentence.  This means that
11616 the pattern should include the character set:
11618 @smallexample
11619 [.?!]
11620 @end smallexample
11622 However, we do not want @code{forward-sentence} merely to jump to a
11623 period, a question mark, or an exclamation mark, because such a character
11624 might be used in the middle of a sentence.  A period, for example, is
11625 used after abbreviations.  So other information is needed.
11627 According to convention, you type two spaces after every sentence, but
11628 only one space after a period, a question mark, or an exclamation mark in
11629 the body of a sentence.  So a period, a question mark, or an exclamation
11630 mark followed by two spaces is a good indicator of an end of sentence.
11631 However, in a file, the two spaces may instead be a tab or the end of a
11632 line.  This means that the regular expression should include these three
11633 items as alternatives.
11635 @need 800
11636 This group of alternatives will look like this:
11638 @smallexample
11639 @group
11640 \\($\\| \\|  \\)
11641        ^   ^^
11642       TAB  SPC
11643 @end group
11644 @end smallexample
11646 @noindent
11647 Here, @samp{$} indicates the end of the line, and I have pointed out
11648 where the tab and two spaces are inserted in the expression.  Both are
11649 inserted by putting the actual characters into the expression.
11651 Two backslashes, @samp{\\}, are required before the parentheses and
11652 vertical bars: the first backslash quotes the following backslash in
11653 Emacs; and the second indicates that the following character, the
11654 parenthesis or the vertical bar, is special.
11656 @need 1000
11657 Also, a sentence may be followed by one or more carriage returns, like
11658 this:
11660 @smallexample
11661 @group
11664 @end group
11665 @end smallexample
11667 @noindent
11668 Like tabs and spaces, a carriage return is inserted into a regular
11669 expression by inserting it literally.  The asterisk indicates that the
11670 @key{RET} is repeated zero or more times.
11672 But a sentence end does not consist only of a period, a question mark or
11673 an exclamation mark followed by appropriate space: a closing quotation
11674 mark or a closing brace of some kind may precede the space.  Indeed more
11675 than one such mark or brace may precede the space.  These require a
11676 expression that looks like this:
11678 @smallexample
11679 []\"')@}]*
11680 @end smallexample
11682 In this expression, the first @samp{]} is the first character in the
11683 expression; the second character is @samp{"}, which is preceded by a
11684 @samp{\} to tell Emacs the @samp{"} is @emph{not} special.  The last
11685 three characters are @samp{'}, @samp{)}, and @samp{@}}.
11687 All this suggests what the regular expression pattern for matching the
11688 end of a sentence should be; and, indeed, if we evaluate
11689 @code{sentence-end} we find that it returns the following value:
11691 @smallexample
11692 @group
11693 sentence-end
11694      @result{} "[.?!][]\"')@}]*\\($\\|     \\|  \\)[
11696 @end group
11697 @end smallexample
11699 @ignore
11701 @noindent
11702 (Note that here the @key{TAB}, two spaces, and  @key{RET} are shown
11703 literally in the pattern.)
11705 This regular expression can be decyphered as follows:
11707 @table @code
11708 @item [.?!]
11709 The first part of the pattern is the three characters, a period, a question
11710 mark and an exclamation mark, within square brackets.  The pattern must
11711 begin with one or other of these characters.
11713 @item []\"')@}]*
11714 The second part of the pattern is the group of closing braces and
11715 quotation marks, which can appear zero or more times.  These may follow
11716 the period, question mark or exclamation mark.  In a regular expression,
11717 the backslash, @samp{\}, followed by the double quotation mark,
11718 @samp{"}, indicates the class of string-quote characters.  Usually, the
11719 double quotation mark is the only character in this class.  The
11720 asterisk, @samp{*}, indicates that the items in the previous group (the
11721 group surrounded by square brackets, @samp{[]}) may be repeated zero or
11722 more times.
11724 @item \\($\\|   \\|  \\)
11725 The third part of the pattern is one or other of: either the end of a
11726 line, or two blank spaces, or a tab.  The double back-slashes are used
11727 to prevent Emacs from reading the parentheses and vertical bars as part
11728 of the search pattern; the parentheses are used to mark the group and
11729 the vertical bars are used to indicated that the patterns to either side
11730 of them are alternatives.  The dollar sign is used to indicate the end
11731 of a line and both the two spaces and the tab are each inserted as is to
11732 indicate what they are.
11734 @item [@key{RET}]*
11735 Finally, the last part of the pattern indicates that the end of the line
11736 or the whitespace following the period, question mark or exclamation
11737 mark may, but need not, be followed by one or more carriage returns.  In
11738 the pattern, the carriage return is inserted as an actual carriage
11739 return between square brackets but here it is shown as @key{RET}.
11740 @end table
11742 @end ignore
11744 @node re-search-forward, forward-sentence, sentence-end, Regexp Search
11745 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11746 @section The @code{re-search-forward} Function
11747 @findex re-search-forward
11749 The @code{re-search-forward} function is very like the
11750 @code{search-forward} function.  (@xref{search-forward, , The
11751 @code{search-forward} Function}.)
11753 @code{re-search-forward} searches for a regular expression.  If the
11754 search is successful, it leaves point immediately after the last
11755 character in the target.  If the search is backwards, it leaves point
11756 just before the first character in the target.  You may tell
11757 @code{re-search-forward} to return @code{t} for true.  (Moving point
11758 is therefore a `side effect'.)
11760 Like @code{search-forward}, the @code{re-search-forward} function takes
11761 four arguments:
11763 @enumerate
11764 @item
11765 The first argument is the regular expression that the function searches
11766 for.  The regular expression will be a string between quotations marks.
11768 @item
11769 The optional second argument limits how far the function will search; it is a
11770 bound, which is specified as a position in the buffer.
11772 @item
11773 The optional third argument specifies how the function responds to
11774 failure: @code{nil} as the third argument causes the function to
11775 signal an error (and print a message) when the search fails; any other
11776 value causes it to return @code{nil} if the search fails and @code{t}
11777 if the search succeeds.
11779 @item
11780 The optional fourth argument is the repeat count.  A negative repeat
11781 count causes @code{re-search-forward} to search backwards.
11782 @end enumerate
11784 @need 800
11785 The template for @code{re-search-forward} looks like this:
11787 @smallexample
11788 @group
11789 (re-search-forward "@var{regular-expression}"
11790                 @var{limit-of-search}
11791                 @var{what-to-do-if-search-fails}
11792                 @var{repeat-count})
11793 @end group
11794 @end smallexample
11796 The second, third, and fourth arguments are optional.  However, if you
11797 want to pass a value to either or both of the last two arguments, you
11798 must also pass a value to all the preceding arguments.  Otherwise, the
11799 Lisp interpreter will mistake which argument you are passing the value
11802 @need 1200
11803 In the @code{forward-sentence} function, the regular expression will be
11804 the value of the variable @code{sentence-end}, namely:
11806 @smallexample
11807 @group
11808 "[.?!][]\"')@}]*\\($\\|  \\|  \\)[
11810 @end group
11811 @end smallexample
11813 @noindent
11814 The limit of the search will be the end of the paragraph (since a
11815 sentence cannot go beyond a paragraph).  If the search fails, the
11816 function will return @code{nil}; and the repeat count will be provided
11817 by the argument to the @code{forward-sentence} function.
11819 @node forward-sentence, forward-paragraph, re-search-forward, Regexp Search
11820 @comment  node-name,  next,  previous,  up
11821 @section @code{forward-sentence}
11822 @findex forward-sentence
11824 The command to move the cursor forward a sentence is a straightforward
11825 illustration of how to use regular expression searches in Emacs Lisp.
11826 Indeed, the function looks longer and more complicated than it is; this
11827 is because the function is designed to go backwards as well as forwards;
11828 and, optionally, over more than one sentence.  The function is usually
11829 bound to the key command @kbd{M-e}.
11831 @menu
11832 * Complete forward-sentence::
11833 * fwd-sentence while loops::    Two @code{while} loops.
11834 * fwd-sentence re-search::      A regular expression search.
11835 @end menu
11837 @node Complete forward-sentence, fwd-sentence while loops, forward-sentence, forward-sentence
11838 @ifnottex
11839 @unnumberedsubsec Complete @code{forward-sentence} function definition
11840 @end ifnottex
11842 @need 1250
11843 Here is the code for @code{forward-sentence}:
11845 @smallexample
11846 @group
11847 (defun forward-sentence (&optional arg)
11848   "Move forward to next sentence-end.  With argument, repeat.
11849 With negative argument, move backward repeatedly to sentence-beginning.
11850 Sentence ends are identified by the value of sentence-end
11851 treated as a regular expression.  Also, every paragraph boundary
11852 terminates sentences as well."
11853 @end group
11854 @group
11855   (interactive "p")
11856   (or arg (setq arg 1))
11857   (while (< arg 0)
11858     (let ((par-beg
11859            (save-excursion (start-of-paragraph-text) (point))))
11860       (if (re-search-backward
11861            (concat sentence-end "[^ \t\n]") par-beg t)
11862           (goto-char (1- (match-end 0)))
11863         (goto-char par-beg)))
11864     (setq arg (1+ arg)))
11865   (while (> arg 0)
11866     (let ((par-end
11867            (save-excursion (end-of-paragraph-text) (point))))
11868       (if (re-search-forward sentence-end par-end t)
11869           (skip-chars-backward " \t\n")
11870         (goto-char par-end)))
11871     (setq arg (1- arg))))
11872 @end group
11873 @end smallexample
11875 The function looks long at first sight and it is best to look at its
11876 skeleton first, and then its muscle.  The way to see the skeleton is to
11877 look at the expressions that start in the left-most columns:
11879 @smallexample
11880 @group
11881 (defun forward-sentence (&optional arg)
11882   "@var{documentation}@dots{}"
11883   (interactive "p")
11884   (or arg (setq arg 1))
11885   (while (< arg 0)
11886     @var{body-of-while-loop}
11887   (while (> arg 0)
11888     @var{body-of-while-loop}
11889 @end group
11890 @end smallexample
11892 This looks much simpler!  The function definition consists of
11893 documentation, an @code{interactive} expression, an @code{or}
11894 expression, and @code{while} loops.
11896 Let's look at each of these parts in turn.
11898 We note that the documentation is thorough and understandable.
11900 The function has an @code{interactive "p"} declaration.  This means
11901 that the processed prefix argument, if any, is passed to the
11902 function as its argument.  (This will be a number.)  If the function
11903 is not passed an argument (it is optional) then the argument
11904 @code{arg} will be bound to 1.  When @code{forward-sentence} is called
11905 non-interactively without an argument, @code{arg} is bound to
11906 @code{nil}.
11908 The @code{or} expression handles the prefix argument.  What it does is
11909 either leave the value of @code{arg} as it is, but only if @code{arg}
11910 is bound to a value; or it sets the value of @code{arg} to 1, in the
11911 case when @code{arg} is bound to @code{nil}.
11913 @node fwd-sentence while loops, fwd-sentence re-search, Complete forward-sentence, forward-sentence
11914 @unnumberedsubsec The @code{while} loops
11916 Two @code{while} loops follow the @code{or} expression.  The first
11917 @code{while} has a true-or-false-test that tests true if the prefix
11918 argument for @code{forward-sentence} is a negative number.  This is for
11919 going backwards.  The body of this loop is similar to the body of the
11920 second @code{while} clause, but it is not exactly the same.  We will
11921 skip this @code{while} loop and concentrate on the second @code{while}
11922 loop.
11924 @need 1500
11925 The second @code{while} loop is for moving point forward.  Its skeleton
11926 looks like this:
11928 @smallexample
11929 @group
11930 (while (> arg 0)            ; @r{true-or-false-test}
11931   (let @var{varlist}
11932     (if (@var{true-or-false-test})
11933         @var{then-part}
11934       @var{else-part}
11935   (setq arg (1- arg))))     ; @code{while} @r{loop decrementer}
11936 @end group
11937 @end smallexample
11939 The @code{while} loop is of the decrementing kind.
11940 (@xref{Decrementing Loop, , A Loop with a Decrementing Counter}.)  It
11941 has a true-or-false-test that tests true so long as the counter (in
11942 this case, the variable @code{arg}) is greater than zero; and it has a
11943 decrementer that subtracts 1 from the value of the counter every time
11944 the loop repeats.
11946 If no prefix argument is given to @code{forward-sentence}, which is
11947 the most common way the command is used, this @code{while} loop will
11948 run once, since the value of @code{arg} will be 1.
11950 The body of the @code{while} loop consists of a @code{let} expression,
11951 which creates and binds a local variable, and has, as its body, an
11952 @code{if} expression.
11954 @need 1250
11955 The body of the @code{while} loop looks like this:
11957 @smallexample
11958 @group
11959 (let ((par-end
11960        (save-excursion (end-of-paragraph-text) (point))))
11961   (if (re-search-forward sentence-end par-end t)
11962       (skip-chars-backward " \t\n")
11963     (goto-char par-end)))
11964 @end group
11965 @end smallexample
11967 The @code{let} expression creates and binds the local variable
11968 @code{par-end}.  As we shall see, this local variable is designed to
11969 provide a bound or limit to the regular expression search.  If the
11970 search fails to find a proper sentence ending in the paragraph, it will
11971 stop on reaching the end of the paragraph.
11973 But first, let us examine how @code{par-end} is bound to the value of
11974 the end of the paragraph.  What happens is that the @code{let} sets the
11975 value of @code{par-end} to the value returned when the Lisp interpreter
11976 evaluates the expression
11978 @smallexample
11979 @group
11980 (save-excursion (end-of-paragraph-text) (point))
11981 @end group
11982 @end smallexample
11984 @noindent
11985 In this expression, @code{(end-of-paragraph-text)} moves point to the
11986 end of the paragraph, @code{(point)} returns the value of point, and then
11987 @code{save-excursion} restores point to its original position.  Thus,
11988 the @code{let} binds @code{par-end} to the value returned by the
11989 @code{save-excursion} expression, which is the position of the end of
11990 the paragraph.  (The @code{(end-of-paragraph-text)} function uses
11991 @code{forward-paragraph}, which we will discuss shortly.)
11993 @need 1200
11994 Emacs next evaluates the body of the @code{let}, which is an @code{if}
11995 expression that looks like this:
11997 @smallexample
11998 @group
11999 (if (re-search-forward sentence-end par-end t) ; @r{if-part}
12000     (skip-chars-backward " \t\n")              ; @r{then-part}
12001   (goto-char par-end)))                        ; @r{else-part}
12002 @end group
12003 @end smallexample
12005 The @code{if} tests whether its first argument is true and if so,
12006 evaluates its then-part; otherwise, the Emacs Lisp interpreter
12007 evaluates the else-part.  The true-or-false-test of the @code{if}
12008 expression is the regular expression search.
12010 It may seem odd to have what looks like the `real work' of
12011 the @code{forward-sentence} function buried here, but this is a common
12012 way this kind of operation is carried out in Lisp.
12014 @node fwd-sentence re-search,  , fwd-sentence while loops, forward-sentence
12015 @unnumberedsubsec The regular expression search
12017 The @code{re-search-forward} function searches for the end of the
12018 sentence, that is, for the pattern defined by the @code{sentence-end}
12019 regular expression.  If the pattern is found---if the end of the sentence is
12020 found---then the @code{re-search-forward} function does two things:
12022 @enumerate
12023 @item
12024 The @code{re-search-forward} function carries out a side effect, which
12025 is to move point to the end of the occurrence found.
12027 @item
12028 The @code{re-search-forward} function returns a value of true.  This is
12029 the value received by the @code{if}, and means that the search was
12030 successful.
12031 @end enumerate
12033 @noindent
12034 The side effect, the movement of point, is completed before the
12035 @code{if} function is handed the value returned by the successful
12036 conclusion of the search.
12038 When the @code{if} function receives the value of true from a successful
12039 call to @code{re-search-forward}, the @code{if} evaluates the then-part,
12040 which is the expression @code{(skip-chars-backward " \t\n")}.  This
12041 expression moves backwards over any blank spaces, tabs or carriage
12042 returns until a printed character is found and then leaves point after
12043 the character.  Since point has already been moved to the end of the
12044 pattern that marks the end of the sentence, this action leaves point
12045 right after the closing printed character of the sentence, which is
12046 usually a period.
12048 On the other hand, if the @code{re-search-forward} function fails to
12049 find a pattern marking the end of the sentence, the function returns
12050 false.  The false then causes the @code{if} to evaluate its third
12051 argument, which is @code{(goto-char par-end)}:  it moves point to the
12052 end of the paragraph.
12054 Regular expression searches are exceptionally useful and the pattern
12055 illustrated by @code{re-search-forward}, in which the search is the
12056 test of an @code{if} expression, is handy.  You will see or write code
12057 incorporating this pattern often.
12059 @node forward-paragraph, etags, forward-sentence, Regexp Search
12060 @comment  node-name,  next,  previous,  up
12061 @section @code{forward-paragraph}: a Goldmine of Functions
12062 @findex forward-paragraph
12064 The @code{forward-paragraph} function moves point forward to the end
12065 of the paragraph.  It is usually bound to @kbd{M-@}} and makes use of a
12066 number of functions that are important in themselves, including
12067 @code{let*}, @code{match-beginning}, and @code{looking-at}.
12069 The function definition for @code{forward-paragraph} is considerably
12070 longer than the function definition for @code{forward-sentence}
12071 because it works with a paragraph, each line of which may begin with a
12072 fill prefix.
12074 A fill prefix consists of a string of characters that are repeated at
12075 the beginning of each line.  For example, in Lisp code, it is a
12076 convention to start each line of a paragraph-long comment with
12077 @samp{;;; }.  In Text mode, four blank spaces make up another common
12078 fill prefix, creating an indented paragraph.  (@xref{Fill Prefix, , ,
12079 emacs, The GNU Emacs Manual}, for more information about fill
12080 prefixes.)
12082 The existence of a fill prefix means that in addition to being able to
12083 find the end of a paragraph whose lines begin on the left-most
12084 column, the @code{forward-paragraph} function must be able to find the
12085 end of a paragraph when all or many of the lines in the buffer begin
12086 with the fill prefix.
12088 Moreover, it is sometimes practical to ignore a fill prefix that
12089 exists, especially when blank lines separate paragraphs.
12090 This is an added complication.
12092 @menu
12093 * forward-paragraph in brief::  Key parts of the function definition.
12094 * fwd-para let::                The @code{let*} expression.
12095 * fwd-para while::              The forward motion @code{while} loop.
12096 * fwd-para between paragraphs::  Movement between paragraphs.
12097 * fwd-para within paragraph::   Movement within paragraphs.
12098 * fwd-para no fill prefix::     When there is no fill prefix.
12099 * fwd-para with fill prefix::   When there is a fill prefix.
12100 * fwd-para summary::            Summary of @code{forward-paragraph} code.
12101 @end menu
12103 @node forward-paragraph in brief, fwd-para let, forward-paragraph, forward-paragraph
12104 @ifnottex
12105 @unnumberedsubsec Shortened @code{forward-paragraph} function definition
12106 @end ifnottex
12108 Rather than print all of the @code{forward-paragraph} function, we
12109 will only print parts of it.  Read without preparation, the function
12110 can be daunting!
12112 @need 800
12113 In outline, the function looks like this:
12115 @smallexample
12116 @group
12117 (defun forward-paragraph (&optional arg)
12118   "@var{documentation}@dots{}"
12119   (interactive "p")
12120   (or arg (setq arg 1))
12121   (let*
12122       @var{varlist}
12123     (while (< arg 0)        ; @r{backward-moving-code}
12124       @dots{}
12125       (setq arg (1+ arg)))
12126     (while (> arg 0)        ; @r{forward-moving-code}
12127       @dots{}
12128       (setq arg (1- arg)))))
12129 @end group
12130 @end smallexample
12132 The first parts of the function are routine: the function's argument
12133 list consists of one optional argument.  Documentation follows.
12135 The lower case @samp{p} in the @code{interactive} declaration means
12136 that the processed prefix argument, if any, is passed to the function.
12137 This will be a number, and is the repeat count of how many paragraphs
12138 point will move.  The @code{or} expression in the next line handles
12139 the common case when no argument is passed to the function, which occurs
12140 if the function is called from other code rather than interactively.
12141 This case was described earlier.  (@xref{forward-sentence, The
12142 @code{forward-sentence} function}.)  Now we reach the end of the
12143 familiar part of this function.
12145 @node fwd-para let, fwd-para while, forward-paragraph in brief, forward-paragraph
12146 @unnumberedsubsec The @code{let*} expression
12148 The next line of the @code{forward-paragraph} function begins a
12149 @code{let*} expression.  This is a different kind of expression than
12150 we have seen so far.  The symbol is @code{let*} not @code{let}.
12152 The @code{let*} special form is like @code{let} except that Emacs sets
12153 each variable in sequence, one after another, and variables in the
12154 latter part of the varlist can make use of the values to which Emacs
12155 set variables in the earlier part of the varlist.
12157 In the @code{let*} expression in this function, Emacs binds two
12158 variables: @code{fill-prefix-regexp} and @code{paragraph-separate}.
12159 The value to which @code{paragraph-separate} is bound depends on the
12160 value of @code{fill-prefix-regexp}.
12162 @need 1200
12163 Let's look at each in turn.  The symbol @code{fill-prefix-regexp} is
12164 set to the value returned by evaluating the following list:
12166 @smallexample
12167 @group
12168 (and fill-prefix
12169      (not (equal fill-prefix ""))
12170      (not paragraph-ignore-fill-prefix)
12171      (regexp-quote fill-prefix))
12172 @end group
12173 @end smallexample
12175 @noindent
12176 This is an expression whose first element is the @code{and} special form.
12178 As we learned earlier (@pxref{kill-new function, , The @code{kill-new}
12179 function}), the @code{and} special form evaluates each of its
12180 arguments until one of the arguments returns a value of @code{nil}, in
12181 which case the @code{and} expression returns @code{nil}; however, if
12182 none of the arguments returns a value of @code{nil}, the value
12183 resulting from evaluating the last argument is returned.  (Since such
12184 a value is not @code{nil}, it is considered true in Lisp.)  In other
12185 words, an @code{and} expression returns a true value only if all its
12186 arguments are true.
12187 @findex and
12189 In this case, the variable @code{fill-prefix-regexp} is bound to a
12190 non-@code{nil} value only if the following four expressions produce a
12191 true (i.e., a non-@code{nil}) value when they are evaluated; otherwise,
12192 @code{fill-prefix-regexp} is bound to @code{nil}.
12194 @table @code
12195 @item fill-prefix
12196 When this variable is evaluated, the value of the fill prefix, if any,
12197 is returned.  If there is no fill prefix, this variable returns
12198 @code{nil}.
12200 @item (not (equal fill-prefix "")
12201 This expression checks whether an existing fill prefix is an empty
12202 string, that is, a string with no characters in it.  An empty string is
12203 not a useful fill prefix.
12205 @item (not paragraph-ignore-fill-prefix)
12206 This expression returns @code{nil} if the variable
12207 @code{paragraph-ignore-fill-prefix} has been turned on by being set to a
12208 true value such as @code{t}.
12210 @item (regexp-quote fill-prefix)
12211 This is the last argument to the @code{and} special form.  If all the
12212 arguments to the @code{and} are true, the value resulting from
12213 evaluating this expression will be returned by the @code{and} expression
12214 and bound to the variable @code{fill-prefix-regexp},
12215 @end table
12217 @findex regexp-quote
12218 @noindent
12219 The result of evaluating this @code{and} expression successfully is that
12220 @code{fill-prefix-regexp} will be bound to the value of
12221 @code{fill-prefix} as modified by the @code{regexp-quote} function.
12222 What @code{regexp-quote} does is read a string and return a regular
12223 expression that will exactly match the string and match nothing else.
12224 This means that @code{fill-prefix-regexp} will be set to a value that
12225 will exactly match the fill prefix if the fill prefix exists.
12226 Otherwise, the variable will be set to @code{nil}.
12228 The second local variable in the @code{let*} expression is
12229 @code{paragraph-separate}.  It is bound to the value returned by
12230 evaluating the expression:
12232 @smallexample
12233 @group
12234 (if fill-prefix-regexp
12235     (concat paragraph-separate
12236             "\\|^" fill-prefix-regexp "[ \t]*$")
12237   paragraph-separate)))
12238 @end group
12239 @end smallexample
12241 This expression shows why @code{let*} rather than @code{let} was used.
12242 The true-or-false-test for the @code{if} depends on whether the variable
12243 @code{fill-prefix-regexp} evaluates to @code{nil} or some other value.
12245 If @code{fill-prefix-regexp} does not have a value, Emacs evaluates
12246 the else-part of the @code{if} expression and binds
12247 @code{paragraph-separate} to its local value.
12248 (@code{paragraph-separate} is a regular expression that matches what
12249 separates paragraphs.)
12251 But if @code{fill-prefix-regexp} does have a value, Emacs evaluates
12252 the then-part of the @code{if} expression and binds
12253 @code{paragraph-separate} to a regular expression that includes the
12254 @code{fill-prefix-regexp} as part of the pattern.
12256 Specifically, @code{paragraph-separate} is set to the original value
12257 of the paragraph separate regular expression concatenated with an
12258 alternative expression that consists of the @code{fill-prefix-regexp}
12259 followed by a blank line.  The @samp{^} indicates that the
12260 @code{fill-prefix-regexp} must begin a line, and the optional
12261 whitespace to the end of the line is defined by @w{@code{"[ \t]*$"}}.)
12262 The @samp{\\|} defines this portion of the regexp as an alternative to
12263 @code{paragraph-separate}.
12265 Now we get into the body of the @code{let*}.  The first part of the body
12266 of the @code{let*} deals with the case when the function is given a
12267 negative argument and is therefore moving backwards.  We will skip this
12268 section.
12270 @node fwd-para while, fwd-para between paragraphs, fwd-para let, forward-paragraph
12271 @unnumberedsubsec The forward motion @code{while} loop
12273 The second part of the body of the @code{let*} deals with forward
12274 motion.  It is a @code{while} loop that repeats itself so long as the
12275 value of @code{arg} is greater than zero.  In the most common use of
12276 the function, the value of the argument is 1, so the body of the
12277 @code{while} loop is evaluated exactly once, and the cursor moves
12278 forward one paragraph.
12280 This part handles three situations: when point is between paragraphs,
12281 when point is within a paragraph and there is a fill prefix, and
12282 when point is within a paragraph and there is no fill prefix.
12284 @need 800
12285 The @code{while} loop looks like this:
12287 @smallexample
12288 @group
12289 (while (> arg 0)
12290   (beginning-of-line)
12292   ;; @r{between paragraphs}
12293   (while (prog1 (and (not (eobp))
12294                      (looking-at paragraph-separate))
12295            (forward-line 1)))
12296 @end group
12298 @group
12299   ;; @r{within paragraphs, with a fill prefix}
12300   (if fill-prefix-regexp
12301       ;; @r{There is a fill prefix; it overrides paragraph-start.}
12302       (while (and (not (eobp))
12303                   (not (looking-at paragraph-separate))
12304                   (looking-at fill-prefix-regexp))
12305         (forward-line 1))
12306 @end group
12308 @group
12309     ;; @r{within paragraphs, no fill prefix}
12310     (if (re-search-forward paragraph-start nil t)
12311         (goto-char (match-beginning 0))
12312       (goto-char (point-max))))
12314   (setq arg (1- arg)))
12315 @end group
12316 @end smallexample
12318 We can see immediately that this is a decrementing counter @code{while}
12319 loop, using the expression @code{(setq arg (1- arg))} as the decrementer.
12321 @need 800
12322 The body of the loop consists of three expressions:
12324 @smallexample
12325 @group
12326 ;; @r{between paragraphs}
12327 (beginning-of-line)
12328 (while
12329     @var{body-of-while})
12330 @end group
12332 @group
12333 ;; @r{within paragraphs, with fill prefix}
12334 (if @var{true-or-false-test}
12335     @var{then-part}
12336 @end group
12338 @group
12339 ;; @r{within paragraphs, no fill prefix}
12340   @var{else-part}
12341 @end group
12342 @end smallexample
12344 @noindent
12345 When the Emacs Lisp interpreter evaluates the body of the
12346 @code{while} loop, the first thing it does is evaluate the
12347 @code{(beginning-of-line)} expression and move point to the beginning
12348 of the line.  Then there is an inner @code{while} loop.  This
12349 @code{while} loop is designed to move the cursor out of the blank
12350 space between paragraphs, if it should happen to be there.  Finally,
12351 there is an @code{if} expression that actually moves point to the end
12352 of the paragraph.
12354 @node fwd-para between paragraphs, fwd-para within paragraph, fwd-para while, forward-paragraph
12355 @unnumberedsubsec Between paragraphs
12357 First, let us look at the inner @code{while} loop.  This loop handles
12358 the case when point is between paragraphs; it uses three functions
12359 that are new to us: @code{prog1}, @code{eobp} and @code{looking-at}.
12360 @findex prog1
12361 @findex eobp
12362 @findex looking-at
12364 @itemize @bullet
12365 @item
12366 @code{prog1} is similar to the @code{progn} special form,
12367 except that @code{prog1} evaluates its arguments in sequence and then
12368 returns the value of its first argument as the value of the whole
12369 expression.  (@code{progn} returns the value of its last argument as the
12370 value of the expression.) The second and subsequent arguments to
12371 @code{prog1} are evaluated only for their side effects.
12373 @item
12374 @code{eobp} is an abbreviation of @samp{End Of Buffer P} and is a
12375 function that returns true if point is at the end of the buffer.
12377 @item
12378 @code{looking-at} is a function that returns true if the text following
12379 point matches the regular expression passed @code{looking-at} as its
12380 argument.
12381 @end itemize
12383 @need 800
12384 The @code{while} loop we are studying looks like this:
12386 @smallexample
12387 @group
12388 (while (prog1 (and (not (eobp))
12389                    (looking-at paragraph-separate))
12390               (forward-line 1)))
12391 @end group
12392 @end smallexample
12394 @need 1200
12395 @noindent
12396 This is a @code{while} loop with no body!  The true-or-false-test of the
12397 loop is the expression:
12399 @smallexample
12400 @group
12401 (prog1 (and (not (eobp))
12402             (looking-at paragraph-separate))
12403        (forward-line 1))
12404 @end group
12405 @end smallexample
12407 @noindent
12408 The first argument to the @code{prog1} is the @code{and} expression.  It
12409 has within in it a test of whether point is at the end of the buffer and
12410 also a test of whether the pattern following point matches the regular
12411 expression for separating paragraphs.
12413 If the cursor is not at the end of the buffer and if the characters
12414 following the cursor mark the separation between two paragraphs, then
12415 the @code{and} expression is true.  After evaluating the @code{and}
12416 expression, the Lisp interpreter evaluates the second argument to
12417 @code{prog1}, which is @code{forward-line}.  This moves point forward
12418 one line.  The value returned by the @code{prog1} however, is the
12419 value of its first argument, so the @code{while} loop continues so
12420 long as point is not at the end of the buffer and is between
12421 paragraphs.  When, finally, point is moved to a paragraph, the
12422 @code{and} expression tests false.  Note however, that the
12423 @code{forward-line} command is carried out anyhow.  This means that
12424 when point is moved from between paragraphs to a paragraph, it is left
12425 at the beginning of the second line of the paragraph.
12427 @node fwd-para within paragraph, fwd-para no fill prefix, fwd-para between paragraphs, forward-paragraph
12428 @unnumberedsubsec Within paragraphs
12430 The next expression in the outer @code{while} loop is an @code{if}
12431 expression.  The Lisp interpreter evaluates the then-part of the
12432 @code{if} when the @code{fill-prefix-regexp} variable has a value other
12433 than @code{nil}, and it evaluates the else-part when the value of
12434 @code{if fill-prefix-regexp} is @code{nil}, that is, when there is no
12435 fill prefix.
12437 @node fwd-para no fill prefix, fwd-para with fill prefix, fwd-para within paragraph, forward-paragraph
12438 @unnumberedsubsec No fill prefix
12440 It is simplest to look at the code for the case when there is no fill
12441 prefix first.  This code consists of yet another inner @code{if}
12442 expression, and reads as follows:
12444 @smallexample
12445 @group
12446 (if (re-search-forward paragraph-start nil t)
12447     (goto-char (match-beginning 0))
12448   (goto-char (point-max)))
12449 @end group
12450 @end smallexample
12452 @noindent
12453 This expression actually does the work that most people think of as
12454 the primary purpose of the @code{forward-paragraph} command: it causes
12455 a regular expression search to occur that searches forward to the
12456 start of the next paragraph and if it is found, moves point there; but
12457 if the start of another paragraph if not found, it moves point to the
12458 end of the accessible region of the buffer.
12460 The only unfamiliar part of this is the use of @code{match-beginning}.
12461 This is another function that is new to us.  The
12462 @code{match-beginning} function returns a number specifying the
12463 location of the start of the text that was matched by the last regular
12464 expression search.
12466 The @code{match-beginning} function is used here because of a
12467 characteristic of a forward search: a successful forward search,
12468 regardless of whether it is a plain search or a regular expression
12469 search, will move point to the end of the text that is found.  In this
12470 case, a successful search will move point to the end of the pattern for
12471 @code{paragraph-start}, which will be the beginning of the next
12472 paragraph rather than the end of the current one.
12474 However, we want to put point at the end of the current paragraph, not at
12475 the beginning of the next one.  The two positions may be different,
12476 because there may be several blank lines between paragraphs.
12478 @findex match-beginning
12479 When given an argument of 0, @code{match-beginning} returns the position
12480 that is the start of the text that the most recent regular
12481 expression search matched.  In this case, the most recent regular
12482 expression search is the one looking for @code{paragraph-start}, so
12483 @code{match-beginning} returns the beginning position of the pattern,
12484 rather than the end of the pattern.  The beginning position is the end
12485 of the paragraph.
12487 (Incidentally, when passed a positive number as an argument, the
12488 @code{match-beginning} function will place point at that parenthesized
12489 expression in the last regular expression.  It is a useful function.)
12491 @node fwd-para with fill prefix, fwd-para summary, fwd-para no fill prefix, forward-paragraph
12492 @unnumberedsubsec With a fill prefix
12494 The inner @code{if} expression just discussed is the else-part of an enclosing
12495 @code{if} expression which tests whether there is a fill prefix.  If
12496 there is a fill prefix, the then-part of this @code{if} is evaluated.
12497 It looks like this:
12499 @smallexample
12500 @group
12501 (while (and (not (eobp))
12502             (not (looking-at paragraph-separate))
12503             (looking-at fill-prefix-regexp))
12504   (forward-line 1))
12505 @end group
12506 @end smallexample
12508 @noindent
12509 What this expression does is move point forward line by line so long
12510 as three conditions are true:
12512 @enumerate
12513 @item
12514 Point is not at the end of the buffer.
12516 @item
12517 The text following point does not separate paragraphs.
12519 @item
12520 The pattern following point is the fill prefix regular expression.
12521 @end enumerate
12523 The last condition may be puzzling, until you remember that point was
12524 moved to the beginning of the line early in the @code{forward-paragraph}
12525 function.  This means that if the text has a fill prefix, the
12526 @code{looking-at} function will see it.
12528 @node fwd-para summary,  , fwd-para with fill prefix, forward-paragraph
12529 @unnumberedsubsec Summary
12531 In summary, when moving forward, the @code{forward-paragraph} function
12532 does the following:
12534 @itemize @bullet
12535 @item
12536 Move point to the beginning of the line.
12538 @item
12539 Skip over lines between paragraphs.
12541 @item
12542 Check whether there is a fill prefix, and if there is:
12544 @itemize ---
12546 @item
12547 Go forward line by line so long as the line is not a paragraph
12548 separating line.
12549 @end itemize
12551 @item
12552 But if there is no fill prefix,
12554 @itemize ---
12556 @item
12557 Search for the next paragraph start pattern.
12559 @item
12560 Go to the beginning of the paragraph start pattern, which will be the
12561 end of the previous paragraph.
12563 @item
12564 Or else go to the end of the accessible portion of the buffer.
12565 @end itemize
12566 @end itemize
12568 @need 1200
12569 For review, here is the code we have just been discussing, formatted
12570 for clarity:
12572 @smallexample
12573 @group
12574 (interactive "p")
12575 (or arg (setq arg 1))
12576 (let* (
12577        (fill-prefix-regexp
12578         (and fill-prefix (not (equal fill-prefix ""))
12579              (not paragraph-ignore-fill-prefix)
12580              (regexp-quote fill-prefix)))
12581 @end group
12583 @group
12584        (paragraph-separate
12585         (if fill-prefix-regexp
12586             (concat paragraph-separate
12587                     "\\|^"
12588                     fill-prefix-regexp
12589                     "[ \t]*$")
12590           paragraph-separate)))
12592   @var{omitted-backward-moving-code} @dots{}
12593 @end group
12595 @group
12596   (while (> arg 0)                ; @r{forward-moving-code}
12597     (beginning-of-line)
12599     (while (prog1 (and (not (eobp))
12600                        (looking-at paragraph-separate))
12601              (forward-line 1)))
12602 @end group
12604 @group
12605     (if fill-prefix-regexp
12606         (while (and (not (eobp))  ; @r{then-part}
12607                     (not (looking-at paragraph-separate))
12608                     (looking-at fill-prefix-regexp))
12609           (forward-line 1))
12610 @end group
12611 @group
12612                                   ; @r{else-part: the inner-if}
12613       (if (re-search-forward paragraph-start nil t)
12614           (goto-char (match-beginning 0))
12615         (goto-char (point-max))))
12617     (setq arg (1- arg)))))        ; @r{decrementer}
12618 @end group
12619 @end smallexample
12621 The full definition for the @code{forward-paragraph} function not only
12622 includes this code for going forwards, but also code for going backwards.
12624 If you are reading this inside of GNU Emacs and you want to see the
12625 whole function, you can type @kbd{C-h f} (@code{describe-function})
12626 and the name of the function.  This gives you the function
12627 documentation and the name of the library containing the function's
12628 source.  Place point over the name of the library and press the RET
12629 key; you will be taken directly to the source.  (Be sure to install
12630 your sources!  Without them, you are like a person who tries to drive
12631 a car with his eyes shut!)
12633 @c !!! again, 21.0.100 tags table location in this paragraph
12634 Or -- a good habit to get into -- you can type @kbd{M-.}
12635 (@code{find-tag}) and the name of the function when prompted for it.
12636 This will take you directly to the source.  If the @code{find-tag}
12637 function first asks you for the name of a @file{TAGS} table, give it
12638 the name of the @file{TAGS} file such as
12639 @file{/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/TAGS}.  (The exact path to your
12640 @file{TAGS} file depends on how your copy of Emacs was installed.)
12642 You can also create your own @file{TAGS} file for directories that
12643 lack one.
12644 @ifnottex
12645 @xref{etags, , Create Your Own @file{TAGS} File}.
12646 @end ifnottex
12648 @node etags, Regexp Review, forward-paragraph, Regexp Search
12649 @section Create Your Own @file{TAGS} File
12650 @findex etags
12651 @cindex @file{TAGS} file, create own
12653 The @kbd{M-.} (@code{find-tag}) command takes you directly to the
12654 source for a function, variable, node, or other source.  The function
12655 depends on tags tables to tell it where to go.
12657 You often need to build and install tags tables yourself.  They are
12658 not built automatically.  A tags table is called a @file{TAGS} file;
12659 the name is in upper case letters.
12661 You can create a @file{TAGS} file by calling the @code{etags} program
12662 that comes as a part of the Emacs distribution.  Usually, @code{etags}
12663 is compiled and installed when Emacs is built.  (@code{etags} is not
12664 an Emacs Lisp function or a part of Emacs; it is a C program.)
12666 @need 1250
12667 To create a @file{TAGS} file, first switch to the directory in which
12668 you want to create the file.  In Emacs you can do this with the
12669 @kbd{M-x cd} command, or by visiting a file in the directory, or by
12670 listing the directory with @kbd{C-x d} (@code{dired}).  Then run the
12671 compile command, with @w{@code{etags *.el}} as the command to execute
12673 @smallexample
12674 M-x compile RET etags *.el RET
12675 @end smallexample
12677 @noindent
12678 to create a @file{TAGS} file.
12680 For example, if you have a large number of files in your
12681 @file{~/emacs} directory, as I do---I have 137 @file{.el} files in it,
12682 of which I load 12---you can create a @file{TAGS} file for the Emacs
12683 Lisp files in that directory.
12685 @need 1250
12686 The @code{etags} program takes all the
12687 usual shell `wildcards'.  For example, if you have two directories for
12688 which you want a single @file{TAGS file}, type
12689 @w{@code{etags *.el ../elisp/*.el}},
12690 where @file{../elisp/} is the second directory:
12692 @smallexample
12693 M-x compile RET etags *.el ../elisp/*.el RET
12694 @end smallexample
12696 @need 1250
12697 Type
12699 @smallexample
12700 M-x compile RET etags --help RET
12701 @end smallexample
12703 @noindent
12704 to see a list of the options accepted by @code{etags} as well as a
12705 list of supported languages.
12707 The @code{etags} program handles more than 20 languages, including
12708 Emacs Lisp, Common Lisp, Scheme, C, C++, Ada, Fortran, Java, LaTeX,
12709 Pascal, Perl, Python, Texinfo, makefiles, and most assemblers.  The
12710 program has no switches for specifying the language; it recognizes the
12711 language in an input file according to its file name and contents.
12713 @file{etags} is very helpful when you are writing code yourself and
12714 want to refer back to functions you have already written.  Just run
12715 @code{etags} again at intervals as you write new functions, so they
12716 become part of the @file{TAGS} file.
12718 If you think an appropriate @file{TAGS} file already exists for what
12719 you want, but do not know where it is, you can use the @code{locate}
12720 program to attempt to find it.
12722 Type @w{@kbd{M-x locate RET TAGS RET}} and Emacs will list for you the
12723 full path names of all your @file{TAGS} files.  On my system, this
12724 command lists 34 @file{TAGS} files.  On the other hand, a `plain
12725 vanilla' system I recently installed did not contain any @file{TAGS}
12726 files.
12728 If the tags table you want has been created, you can use the @code{M-x
12729 visit-tags-table} command to specify it.  Otherwise, you will need to
12730 create the tag table yourself and then use @code{M-x
12731 visit-tags-table}.
12733 @subsubheading Building Tags in the Emacs sources
12734 @cindex Building Tags in the Emacs sources
12735 @cindex Tags in the Emacs sources
12736 @findex make tags
12738 The GNU Emacs sources come with a @file{Makefile} that contains a
12739 sophisticated @code{etags} command that creates, collects, and merges
12740 tags tables from all over the Emacs sources and puts the information
12741 into one @file{TAGS} file in the @file{src/} directory below the top
12742 level of your Emacs source directory.
12744 @need 1250
12745 To build this @file{TAGS} file, go to the top level of your Emacs
12746 source directory and run the compile command @code{make tags}:
12748 @smallexample
12749 M-x compile RET make tags RET
12750 @end smallexample
12752 @noindent
12753 (The @code{make tags} command works well with the GNU Emacs sources,
12754 as well as with some other source packages.)
12756 For more information, see @ref{Tags, , Tag Tables, emacs, The GNU Emacs
12757 Manual}.
12759 @node Regexp Review, re-search Exercises, etags, Regexp Search
12760 @comment  node-name,  next,  previous,  up
12761 @section Review
12763 Here is a brief summary of some recently introduced functions.
12765 @table @code
12766 @item while
12767 Repeatedly evaluate the body of the expression so long as the first
12768 element of the body tests true.  Then return @code{nil}.  (The
12769 expression is evaluated only for its side effects.)
12771 @need 1250
12772 For example:
12774 @smallexample
12775 @group
12776 (let ((foo 2))
12777   (while (> foo 0)
12778     (insert (format "foo is %d.\n" foo))
12779     (setq foo (1- foo))))
12781      @result{}      foo is 2.
12782              foo is 1.
12783              nil
12784 @end group
12785 @end smallexample
12786 @noindent
12787 (The @code{insert} function inserts its arguments at point; the
12788 @code{format} function returns a string formatted from its arguments
12789 the way @code{message} formats its arguments; @code{\n} produces a new
12790 line.)
12792 @item re-search-forward
12793 Search for a pattern, and if the pattern is found, move point to rest
12794 just after it.
12796 @noindent
12797 Takes four arguments, like @code{search-forward}:
12799 @enumerate
12800 @item
12801 A regular expression that specifies the pattern to search for.
12803 @item
12804 Optionally, the limit of the search.
12806 @item
12807 Optionally, what to do if the search fails, return @code{nil} or an
12808 error message.
12810 @item
12811 Optionally, how many times to repeat the search; if negative, the
12812 search goes backwards.
12813 @end enumerate
12815 @item let*
12816 Bind some variables locally to particular values,
12817 and then evaluate the remaining arguments, returning the value of the
12818 last one.  While binding the local variables, use the local values of
12819 variables bound earlier, if any.
12821 @need 1250
12822 For example:
12824 @smallexample
12825 @group
12826 (let* ((foo 7)
12827       (bar (* 3 foo)))
12828   (message "`bar' is %d." bar))
12829      @result{} `bar' is 21.
12830 @end group
12831 @end smallexample
12833 @item match-beginning
12834 Return the position of the start of the text found by the last regular
12835 expression search.
12837 @item looking-at
12838 Return @code{t} for true if the text after point matches the argument,
12839 which should be a regular expression.
12841 @item eobp
12842 Return @code{t} for true if point is at the end of the accessible part
12843 of a buffer.  The end of the accessible part is the end of the buffer
12844 if the buffer is not narrowed; it is the end of the narrowed part if
12845 the buffer is narrowed.
12847 @item prog1
12848 Evaluate each argument in sequence and then return the value of the
12849 @emph{first}.
12851 @need 1250
12852 For example:
12854 @smallexample
12855 @group
12856 (prog1 1 2 3 4)
12857      @result{} 1
12858 @end group
12859 @end smallexample
12860 @end table
12862 @need 1500
12863 @node re-search Exercises,  , Regexp Review, Regexp Search
12864 @section Exercises with @code{re-search-forward}
12866 @itemize @bullet
12867 @item
12868 Write a function to search for a regular expression that matches two
12869 or more blank lines in sequence.
12871 @item
12872 Write a function to search for duplicated words, such as `the the'.
12873 @xref{Regexps, , Syntax of Regular Expressions, emacs, The GNU Emacs
12874 Manual}, for information on how to write a regexp (a regular
12875 expression) to match a string that is composed of two identical
12876 halves.  You can devise several regexps; some are better than others.
12877 The function I use is described in an appendix, along with several
12878 regexps.  @xref{the-the, , @code{the-the} Duplicated Words Function}.
12879 @end itemize
12881 @node Counting Words, Words in a defun, Regexp Search, Top
12882 @chapter Counting: Repetition and Regexps
12883 @cindex Repetition for word counting
12884 @cindex Regular expressions for word counting
12886 Repetition and regular expression searches are powerful tools that you
12887 often use when you write code in Emacs Lisp.  This chapter illustrates
12888 the use of regular expression searches through the construction of
12889 word count commands using @code{while} loops and recursion.
12891 @menu
12892 * Why Count Words::
12893 * count-words-region::          Use a regexp, but find a problem.
12894 * recursive-count-words::       Start with case of no words in region.
12895 * Counting Exercise::
12896 @end menu
12898 @node Why Count Words, count-words-region, Counting Words, Counting Words
12899 @ifnottex
12900 @unnumberedsec Counting words
12901 @end ifnottex
12903 The standard Emacs distribution contains a function for counting the
12904 number of lines within a region.  However, there is no corresponding
12905 function for counting words.
12907 Certain types of writing ask you to count words.  Thus, if you write
12908 an essay, you may be limited to 800 words; if you write a novel, you
12909 may discipline yourself to write 1000 words a day.  It seems odd to me
12910 that Emacs lacks a word count command.  Perhaps people use Emacs
12911 mostly for code or types of documentation that do not require word
12912 counts; or perhaps they restrict themselves to the operating system
12913 word count command, @code{wc}.  Alternatively, people may follow
12914 the publishers' convention and compute a word count by dividing the
12915 number of characters in a document by five.  In any event, here are
12916 commands to count words.
12918 @node count-words-region, recursive-count-words, Why Count Words, Counting Words
12919 @comment  node-name,  next,  previous,  up
12920 @section The @code{count-words-region} Function
12921 @findex count-words-region
12923 A word count command could count words in a line, paragraph, region,
12924 or buffer.  What should the command cover?  You could design the
12925 command to count the number of words in a complete buffer.  However,
12926 the Emacs tradition encourages flexibility---you may want to count
12927 words in just a section, rather than all of a buffer.  So it makes
12928 more sense to design the command to count the number of words in a
12929 region.  Once you have a @code{count-words-region} command, you can,
12930 if you wish, count words in a whole buffer by marking it with @kbd{C-x
12931 h} (@code{mark-whole-buffer}).
12933 Clearly, counting words is a repetitive act: starting from the
12934 beginning of the region, you count the first word, then the second
12935 word, then the third word, and so on, until you reach the end of the
12936 region.  This means that word counting is ideally suited to recursion
12937 or to a @code{while} loop.
12939 @menu
12940 * Design count-words-region::   The definition using a @code{while} loop.
12941 * Whitespace Bug::              The Whitespace Bug in @code{count-words-region}.
12942 @end menu
12944 @node Design count-words-region, Whitespace Bug, count-words-region, count-words-region
12945 @ifnottex
12946 @unnumberedsubsec Designing @code{count-words-region}
12947 @end ifnottex
12949 First, we will implement the word count command with a @code{while}
12950 loop, then with recursion.  The command will, of course, be
12951 interactive.
12953 @need 800
12954 The template for an interactive function definition is, as always:
12956 @smallexample
12957 @group
12958 (defun @var{name-of-function} (@var{argument-list})
12959   "@var{documentation}@dots{}"
12960   (@var{interactive-expression}@dots{})
12961   @var{body}@dots{})
12962 @end group
12963 @end smallexample
12965 What we need to do is fill in the slots.
12967 The name of the function should be self-explanatory and similar to the
12968 existing @code{count-lines-region} name.  This makes the name easier
12969 to remember.  @code{count-words-region} is a good choice.
12971 The function counts words within a region.  This means that the
12972 argument list must contain symbols that are bound to the two
12973 positions, the beginning and end of the region.  These two positions
12974 can be called @samp{beginning} and @samp{end} respectively.  The first
12975 line of the documentation should be a single sentence, since that is
12976 all that is printed as documentation by a command such as
12977 @code{apropos}.  The interactive expression will be of the form
12978 @samp{(interactive "r")}, since that will cause Emacs to pass the
12979 beginning and end of the region to the function's argument list.  All
12980 this is routine.
12982 The body of the function needs to be written to do three tasks:
12983 first, to set up conditions under which the @code{while} loop can
12984 count words, second, to run the @code{while} loop, and third, to send
12985 a message to the user.
12987 When a user calls @code{count-words-region}, point may be at the
12988 beginning or the end of the region.  However, the counting process
12989 must start at the beginning of the region.  This means we will want
12990 to put point there if it is not already there.  Executing
12991 @code{(goto-char beginning)} ensures this.  Of course, we will want to
12992 return point to its expected position when the function finishes its
12993 work.  For this reason, the body must be enclosed in a
12994 @code{save-excursion} expression.
12996 The central part of the body of the function consists of a
12997 @code{while} loop in which one expression jumps point forward word by
12998 word, and another expression counts those jumps.  The true-or-false-test
12999 of the @code{while} loop should test true so long as point should jump
13000 forward, and false when point is at the end of the region.
13002 We could use @code{(forward-word 1)} as the expression for moving point
13003 forward word by word, but it is easier to see what Emacs identifies as a
13004 `word' if we use a regular expression search.
13006 A regular expression search that finds the pattern for which it is
13007 searching leaves point after the last character matched.  This means
13008 that a succession of successful word searches will move point forward
13009 word by word.
13011 As a practical matter, we want the regular expression search to jump
13012 over whitespace and punctuation between words as well as over the
13013 words themselves.  A regexp that refuses to jump over interword
13014 whitespace would never jump more than one word!  This means that
13015 the regexp should include the whitespace and punctuation that follows
13016 a word, if any, as well as the word itself.  (A word may end a buffer
13017 and not have any following whitespace or punctuation, so that part of
13018 the regexp must be optional.)
13020 Thus, what we want for the regexp is a pattern defining one or more
13021 word constituent characters followed, optionally, by one or more
13022 characters that are not word constituents.  The regular expression for
13023 this is:
13025 @smallexample
13026 \w+\W*
13027 @end smallexample
13029 @noindent
13030 The buffer's syntax table determines which characters are and are not
13031 word constituents.  (@xref{Syntax, , What Constitutes a Word or
13032 Symbol?}, for more about syntax.  Also, see @ref{Syntax, Syntax, The
13033 Syntax Table, emacs, The GNU Emacs Manual}, and @ref{Syntax Tables, ,
13034 Syntax Tables, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
13036 @need 800
13037 The search expression looks like this:
13039 @smallexample
13040 (re-search-forward "\\w+\\W*")
13041 @end smallexample
13043 @noindent
13044 (Note that paired backslashes precede the @samp{w} and @samp{W}.  A
13045 single backslash has special meaning to the Emacs Lisp interpreter.  It
13046 indicates that the following character is interpreted differently than
13047 usual.  For example, the two characters, @samp{\n}, stand for
13048 @samp{newline}, rather than for a backslash followed by @samp{n}.  Two
13049 backslashes in a row stand for an ordinary, `unspecial' backslash.)
13051 We need a counter to count how many words there are; this variable
13052 must first be set to 0 and then incremented each time Emacs goes
13053 around the @code{while} loop.  The incrementing expression is simply:
13055 @smallexample
13056 (setq count (1+ count))
13057 @end smallexample
13059 Finally, we want to tell the user how many words there are in the
13060 region.  The @code{message} function is intended for presenting this
13061 kind of information to the user.  The message has to be phrased so
13062 that it reads properly regardless of how many words there are in the
13063 region: we don't want to say that ``there are 1 words in the region''.
13064 The conflict between singular and plural is ungrammatical.  We can
13065 solve this problem by using a conditional expression that evaluates
13066 different messages depending on the number of words in the region.
13067 There are three possibilities: no words in the region, one word in the
13068 region, and more than one word.  This means that the @code{cond}
13069 special form is appropriate.
13071 @need 1500
13072 All this leads to the following function definition:
13074 @smallexample
13075 @group
13076 ;;; @r{First version; has bugs!}
13077 (defun count-words-region (beginning end)
13078   "Print number of words in the region.
13079 Words are defined as at least one word-constituent
13080 character followed by at least one character that
13081 is not a word-constituent.  The buffer's syntax
13082 table determines which characters these are."
13083   (interactive "r")
13084   (message "Counting words in region ... ")
13085 @end group
13087 @group
13088 ;;; @r{1. Set up appropriate conditions.}
13089   (save-excursion
13090     (goto-char beginning)
13091     (let ((count 0))
13092 @end group
13094 @group
13095 ;;; @r{2. Run the} while @r{loop.}
13096       (while (< (point) end)
13097         (re-search-forward "\\w+\\W*")
13098         (setq count (1+ count)))
13099 @end group
13101 @group
13102 ;;; @r{3. Send a message to the user.}
13103       (cond ((zerop count)
13104              (message
13105               "The region does NOT have any words."))
13106             ((= 1 count)
13107              (message
13108               "The region has 1 word."))
13109             (t
13110              (message
13111               "The region has %d words." count))))))
13112 @end group
13113 @end smallexample
13115 @noindent
13116 As written, the function works, but not in all circumstances.
13118 @node Whitespace Bug,  , Design count-words-region, count-words-region
13119 @comment  node-name,  next,  previous,  up
13120 @subsection The Whitespace Bug in @code{count-words-region}
13122 The @code{count-words-region} command described in the preceding
13123 section has two bugs, or rather, one bug with two manifestations.
13124 First, if you mark a region containing only whitespace in the middle
13125 of some text, the @code{count-words-region} command tells you that the
13126 region contains one word!  Second, if you mark a region containing
13127 only whitespace at the end of the buffer or the accessible portion of
13128 a narrowed buffer, the command displays an error message that looks
13129 like this:
13131 @smallexample
13132 Search failed: "\\w+\\W*"
13133 @end smallexample
13135 If you are reading this in Info in GNU Emacs, you can test for these
13136 bugs yourself.
13138 First, evaluate the function in the usual manner to install it.
13139 @ifinfo
13140 Here is a copy of the definition.  Place your cursor after the closing
13141 parenthesis and type @kbd{C-x C-e} to install it.
13143 @smallexample
13144 @group
13145 ;; @r{First version; has bugs!}
13146 (defun count-words-region (beginning end)
13147   "Print number of words in the region.
13148 Words are defined as at least one word-constituent character followed
13149 by at least one character that is not a word-constituent.  The buffer's
13150 syntax table determines which characters these are."
13151 @end group
13152 @group
13153   (interactive "r")
13154   (message "Counting words in region ... ")
13155 @end group
13157 @group
13158 ;;; @r{1. Set up appropriate conditions.}
13159   (save-excursion
13160     (goto-char beginning)
13161     (let ((count 0))
13162 @end group
13164 @group
13165 ;;; @r{2. Run the} while @r{loop.}
13166       (while (< (point) end)
13167         (re-search-forward "\\w+\\W*")
13168         (setq count (1+ count)))
13169 @end group
13171 @group
13172 ;;; @r{3. Send a message to the user.}
13173       (cond ((zerop count)
13174              (message "The region does NOT have any words."))
13175             ((= 1 count) (message "The region has 1 word."))
13176             (t (message "The region has %d words." count))))))
13177 @end group
13178 @end smallexample
13179 @end ifinfo
13181 @need 1000
13182 If you wish, you can also install this keybinding by evaluating it:
13184 @smallexample
13185 (global-set-key "\C-c=" 'count-words-region)
13186 @end smallexample
13188 To conduct the first test, set mark and point to the beginning and end
13189 of the following line and then type @kbd{C-c =} (or @kbd{M-x
13190 count-words-region} if you have not bound @kbd{C-c =}):
13192 @smallexample
13193     one   two  three
13194 @end smallexample
13196 @noindent
13197 Emacs will tell you, correctly, that the region has three words.
13199 Repeat the test, but place mark at the beginning of the line and place
13200 point just @emph{before} the word @samp{one}.  Again type the command
13201 @kbd{C-c =} (or @kbd{M-x count-words-region}).  Emacs should tell you
13202 that the region has no words, since it is composed only of the
13203 whitespace at the beginning of the line.  But instead Emacs tells you
13204 that the region has one word!
13206 For the third test, copy the sample line to the end of the
13207 @file{*scratch*} buffer and then type several spaces at the end of the
13208 line.  Place mark right after the word @samp{three} and point at the
13209 end of line.  (The end of the line will be the end of the buffer.)
13210 Type @kbd{C-c =} (or @kbd{M-x count-words-region}) as you did before.
13211 Again, Emacs should tell you that the region has no words, since it is
13212 composed only of the whitespace at the end of the line.  Instead,
13213 Emacs displays an error message saying @samp{Search failed}.
13215 The two bugs stem from the same problem.
13217 Consider the first manifestation of the bug, in which the command
13218 tells you that the whitespace at the beginning of the line contains
13219 one word.  What happens is this: The @code{M-x count-words-region}
13220 command moves point to the beginning of the region.  The @code{while}
13221 tests whether the value of point is smaller than the value of
13222 @code{end}, which it is.  Consequently, the regular expression search
13223 looks for and finds the first word.  It leaves point after the word.
13224 @code{count} is set to one.  The @code{while} loop repeats; but this
13225 time the value of point is larger than the value of @code{end}, the
13226 loop is exited; and the function displays a message saying the number
13227 of words in the region is one.  In brief, the regular expression
13228 search looks for and finds the word even though it is outside
13229 the marked region.
13231 In the second manifestation of the bug, the region is whitespace at
13232 the end of the buffer.  Emacs says @samp{Search failed}.  What happens
13233 is that the true-or-false-test in the @code{while} loop tests true, so
13234 the search expression is executed.  But since there are no more words
13235 in the buffer, the search fails.
13237 In both manifestations of the bug, the search extends or attempts to
13238 extend outside of the region.
13240 The solution is to limit the search to the region---this is a fairly
13241 simple action, but as you may have come to expect, it is not quite as
13242 simple as you might think.
13244 As we have seen, the @code{re-search-forward} function takes a search
13245 pattern as its first argument.  But in addition to this first,
13246 mandatory argument, it accepts three optional arguments.  The optional
13247 second argument bounds the search.  The optional third argument, if
13248 @code{t}, causes the function to return @code{nil} rather than signal
13249 an error if the search fails.  The optional fourth argument is a
13250 repeat count.  (In Emacs, you can see a function's documentation by
13251 typing @kbd{C-h f}, the name of the function, and then @key{RET}.)
13253 In the @code{count-words-region} definition, the value of the end of
13254 the region is held by the variable @code{end} which is passed as an
13255 argument to the function.  Thus, we can add @code{end} as an argument
13256 to the regular expression search expression:
13258 @smallexample
13259 (re-search-forward "\\w+\\W*" end)
13260 @end smallexample
13262 However, if you make only this change to the @code{count-words-region}
13263 definition and then test the new version of the definition on a
13264 stretch of whitespace, you will receive an error message saying
13265 @samp{Search failed}.
13267 What happens is this: the search is limited to the region, and fails
13268 as you expect because there are no word-constituent characters in the
13269 region.  Since it fails, we receive an error message.  But we do not
13270 want to receive an error message in this case; we want to receive the
13271 message that "The region does NOT have any words."
13273 The solution to this problem is to provide @code{re-search-forward}
13274 with a third argument of @code{t}, which causes the function to return
13275 @code{nil} rather than signal an error if the search fails.
13277 However, if you make this change and try it, you will see the message
13278 ``Counting words in region ... '' and @dots{} you will keep on seeing
13279 that message @dots{}, until you type @kbd{C-g} (@code{keyboard-quit}).
13281 Here is what happens: the search is limited to the region, as before,
13282 and it fails because there are no word-constituent characters in the
13283 region, as expected.  Consequently, the @code{re-search-forward}
13284 expression returns @code{nil}.  It does nothing else.  In particular,
13285 it does not move point, which it does as a side effect if it finds the
13286 search target.  After the @code{re-search-forward} expression returns
13287 @code{nil}, the next expression in the @code{while} loop is evaluated.
13288 This expression increments the count.  Then the loop repeats.  The
13289 true-or-false-test tests true because the value of point is still less
13290 than the value of end, since the @code{re-search-forward} expression
13291 did not move point. @dots{} and the cycle repeats @dots{}
13293 The @code{count-words-region} definition requires yet another
13294 modification, to cause the true-or-false-test of the @code{while} loop
13295 to test false if the search fails.  Put another way, there are two
13296 conditions that must be satisfied in the true-or-false-test before the
13297 word count variable is incremented: point must still be within the
13298 region and the search expression must have found a word to count.
13300 Since both the first condition and the second condition must be true
13301 together, the two expressions, the region test and the search
13302 expression, can be joined with an @code{and} special form and embedded in
13303 the @code{while} loop as the true-or-false-test, like this:
13305 @smallexample
13306 (and (< (point) end) (re-search-forward "\\w+\\W*" end t))
13307 @end smallexample
13309 @c colon in printed section title causes problem in Info cross reference
13310 @c also trouble with an overfull hbox
13311 @iftex
13312 @noindent
13313 (For information about @code{and}, see
13314 @ref{forward-paragraph, , @code{forward-paragraph}: a Goldmine of
13315 Functions}.)
13316 @end iftex
13317 @ifinfo
13318 @noindent
13319 (@xref{forward-paragraph}, for information about @code{and}.)
13320 @end ifinfo
13322 The @code{re-search-forward} expression returns @code{t} if the search
13323 succeeds and as a side effect moves point.  Consequently, as words are
13324 found, point is moved through the region.  When the search
13325 expression fails to find another word, or when point reaches the end
13326 of the region, the true-or-false-test tests false, the @code{while}
13327 loop exists, and the @code{count-words-region} function displays one
13328 or other of its messages.
13330 After incorporating these final changes, the @code{count-words-region}
13331 works without bugs (or at least, without bugs that I have found!).
13332 Here is what it looks like:
13334 @smallexample
13335 @group
13336 ;;; @r{Final version:} @code{while}
13337 (defun count-words-region (beginning end)
13338   "Print number of words in the region."
13339   (interactive "r")
13340   (message "Counting words in region ... ")
13341 @end group
13343 @group
13344 ;;; @r{1. Set up appropriate conditions.}
13345   (save-excursion
13346     (let ((count 0))
13347       (goto-char beginning)
13348 @end group
13350 @group
13351 ;;; @r{2. Run the} while @r{loop.}
13352       (while (and (< (point) end)
13353                   (re-search-forward "\\w+\\W*" end t))
13354         (setq count (1+ count)))
13355 @end group
13357 @group
13358 ;;; @r{3. Send a message to the user.}
13359       (cond ((zerop count)
13360              (message
13361               "The region does NOT have any words."))
13362             ((= 1 count)
13363              (message
13364               "The region has 1 word."))
13365             (t
13366              (message
13367               "The region has %d words." count))))))
13368 @end group
13369 @end smallexample
13371 @node recursive-count-words, Counting Exercise, count-words-region, Counting Words
13372 @comment  node-name,  next,  previous,  up
13373 @section Count Words Recursively
13374 @cindex Count words recursively
13375 @cindex Recursively counting words
13376 @cindex Words, counted recursively
13378 You can write the function for counting words recursively as well as
13379 with a @code{while} loop.  Let's see how this is done.
13381 First, we need to recognize that the @code{count-words-region}
13382 function has three jobs: it sets up the appropriate conditions for
13383 counting to occur; it counts the words in the region; and it sends a
13384 message to the user telling how many words there are.
13386 If we write a single recursive function to do everything, we will
13387 receive a message for every recursive call.  If the region contains 13
13388 words, we will receive thirteen messages, one right after the other.
13389 We don't want this!  Instead, we must write two functions to do the
13390 job, one of which (the recursive function) will be used inside of the
13391 other.  One function will set up the conditions and display the
13392 message; the other will return the word count.
13394 Let us start with the function that causes the message to be displayed.
13395 We can continue to call this @code{count-words-region}.
13397 This is the function that the user will call.  It will be interactive.
13398 Indeed, it will be similar to our previous versions of this
13399 function, except that it will call @code{recursive-count-words} to
13400 determine how many words are in the region.
13402 @need 1250
13403 We can readily construct a template for this function, based on our
13404 previous versions:
13406 @smallexample
13407 @group
13408 ;; @r{Recursive version; uses regular expression search}
13409 (defun count-words-region (beginning end)
13410   "@var{documentation}@dots{}"
13411   (@var{interactive-expression}@dots{})
13412 @end group
13413 @group
13415 ;;; @r{1. Set up appropriate conditions.}
13416   (@var{explanatory message})
13417   (@var{set-up functions}@dots{}
13418 @end group
13419 @group
13421 ;;; @r{2. Count the words.}
13422     @var{recursive call}
13423 @end group
13424 @group
13426 ;;; @r{3. Send a message to the user.}
13427     @var{message providing word count}))
13428 @end group
13429 @end smallexample
13431 The definition looks straightforward, except that somehow the count
13432 returned by the recursive call must be passed to the message
13433 displaying the word count.  A little thought suggests that this can be
13434 done by making use of a @code{let} expression: we can bind a variable
13435 in the varlist of a @code{let} expression to the number of words in
13436 the region, as returned by the recursive call; and then the
13437 @code{cond} expression, using binding, can display the value to the
13438 user.
13440 Often, one thinks of the binding within a @code{let} expression as
13441 somehow secondary to the `primary' work of a function.  But in this
13442 case, what you might consider the `primary' job of the function,
13443 counting words, is done within the @code{let} expression.
13445 @need 1250
13446 Using @code{let}, the function definition looks like this:
13448 @smallexample
13449 @group
13450 (defun count-words-region (beginning end)
13451   "Print number of words in the region."
13452   (interactive "r")
13453 @end group
13455 @group
13456 ;;; @r{1. Set up appropriate conditions.}
13457   (message "Counting words in region ... ")
13458   (save-excursion
13459     (goto-char beginning)
13460 @end group
13462 @group
13463 ;;; @r{2. Count the words.}
13464     (let ((count (recursive-count-words end)))
13465 @end group
13467 @group
13468 ;;; @r{3. Send a message to the user.}
13469       (cond ((zerop count)
13470              (message
13471               "The region does NOT have any words."))
13472             ((= 1 count)
13473              (message
13474               "The region has 1 word."))
13475             (t
13476              (message
13477               "The region has %d words." count))))))
13478 @end group
13479 @end smallexample
13481 Next, we need to write the recursive counting function.
13483 A recursive function has at least three parts: the `do-again-test', the
13484 `next-step-expression', and the recursive call.
13486 The do-again-test determines whether the function will or will not be
13487 called again.  Since we are counting words in a region and can use a
13488 function that moves point forward for every word, the do-again-test
13489 can check whether point is still within the region.  The do-again-test
13490 should find the value of point and determine whether point is before,
13491 at, or after the value of the end of the region.  We can use the
13492 @code{point} function to locate point.  Clearly, we must pass the
13493 value of the end of the region to the recursive counting function as an
13494 argument.
13496 In addition, the do-again-test should also test whether the search finds a
13497 word.  If it does not, the function should not call itself again.
13499 The next-step-expression changes a value so that when the recursive
13500 function is supposed to stop calling itself, it stops.  More
13501 precisely, the next-step-expression changes a value so that at the
13502 right time, the do-again-test stops the recursive function from
13503 calling itself again.  In this case, the next-step-expression can be
13504 the expression that moves point forward, word by word.
13506 The third part of a recursive function is the recursive call.
13508 Somewhere, also, we also need a part that does the `work' of the
13509 function, a part that does the counting.  A vital part!
13511 @need 1250
13512 But already, we have an outline of the recursive counting function:
13514 @smallexample
13515 @group
13516 (defun recursive-count-words (region-end)
13517   "@var{documentation}@dots{}"
13518    @var{do-again-test}
13519    @var{next-step-expression}
13520    @var{recursive call})
13521 @end group
13522 @end smallexample
13524 Now we need to fill in the slots.  Let's start with the simplest cases
13525 first:  if point is at or beyond the end of the region, there cannot
13526 be any words in the region, so the function should return zero.
13527 Likewise, if the search fails, there are no words to count, so the
13528 function should return zero.
13530 On the other hand, if point is within the region and the search
13531 succeeds, the function should call itself again.
13533 @need 800
13534 Thus, the do-again-test should look like this:
13536 @smallexample
13537 @group
13538 (and (< (point) region-end)
13539      (re-search-forward "\\w+\\W*" region-end t))
13540 @end group
13541 @end smallexample
13543 Note that the search expression is part of the do-again-test---the
13544 function returns @code{t} if its search succeeds and @code{nil} if it
13545 fails.  (@xref{Whitespace Bug, , The Whitespace Bug in
13546 @code{count-words-region}}, for an explanation of how
13547 @code{re-search-forward} works.)
13549 The do-again-test is the true-or-false test of an @code{if} clause.
13550 Clearly, if the do-again-test succeeds, the then-part of the @code{if}
13551 clause should call the function again; but if it fails, the else-part
13552 should return zero since either point is outside the region or the
13553 search failed because there were no words to find.
13555 But before considering the recursive call, we need to consider the
13556 next-step-expression.  What is it?  Interestingly, it is the search
13557 part of the do-again-test.
13559 In addition to returning @code{t} or @code{nil} for the
13560 do-again-test, @code{re-search-forward} moves point forward as a side
13561 effect of a successful search.  This is the action that changes the
13562 value of point so that the recursive function stops calling itself
13563 when point completes its movement through the region.  Consequently,
13564 the @code{re-search-forward} expression is the next-step-expression.
13566 @need 1200
13567 In outline, then, the body of the @code{recursive-count-words}
13568 function looks like this:
13570 @smallexample
13571 @group
13572 (if @var{do-again-test-and-next-step-combined}
13573     ;; @r{then}
13574     @var{recursive-call-returning-count}
13575   ;; @r{else}
13576   @var{return-zero})
13577 @end group
13578 @end smallexample
13580 How to incorporate the mechanism that counts?
13582 If you are not used to writing recursive functions, a question like
13583 this can be troublesome.  But it can and should be approached
13584 systematically.
13586 We know that the counting mechanism should be associated in some way
13587 with the recursive call.  Indeed, since the next-step-expression moves
13588 point forward by one word, and since a recursive call is made for
13589 each word, the counting mechanism must be an expression that adds one
13590 to the value returned by a call to @code{recursive-count-words}.
13592 Consider several cases:
13594 @itemize @bullet
13595 @item
13596 If there are two words in the region, the function should return
13597 a value resulting from adding one to the value returned when it counts
13598 the first word, plus the number returned when it counts the remaining
13599 words in the region, which in this case is one.
13601 @item
13602 If there is one word in the region, the function should return
13603 a value resulting from adding one to the value returned when it counts
13604 that word, plus the number returned when it counts the remaining
13605 words in the region, which in this case is zero.
13607 @item
13608 If there are no words in the region, the function should return zero.
13609 @end itemize
13611 From the sketch we can see that the else-part of the @code{if} returns
13612 zero for the case of no words.  This means that the then-part of the
13613 @code{if} must return a value resulting from adding one to the value
13614 returned from a count of the remaining words.
13616 @need 1200
13617 The expression will look like this, where @code{1+} is a function that
13618 adds one to its argument.
13620 @smallexample
13621 (1+ (recursive-count-words region-end))
13622 @end smallexample
13624 @need 1200
13625 The whole @code{recursive-count-words} function will then look like
13626 this:
13628 @smallexample
13629 @group
13630 (defun recursive-count-words (region-end)
13631   "@var{documentation}@dots{}"
13633 ;;; @r{1. do-again-test}
13634   (if (and (< (point) region-end)
13635            (re-search-forward "\\w+\\W*" region-end t))
13636 @end group
13638 @group
13639 ;;; @r{2. then-part: the recursive call}
13640       (1+ (recursive-count-words region-end))
13642 ;;; @r{3. else-part}
13643     0))
13644 @end group
13645 @end smallexample
13647 @need 1250
13648 Let's examine how this works:
13650 If there are no words in the region, the else part of the @code{if}
13651 expression is evaluated and consequently the function returns zero.
13653 If there is one word in the region, the value of point is less than
13654 the value of @code{region-end} and the search succeeds.  In this case,
13655 the true-or-false-test of the @code{if} expression tests true, and the
13656 then-part of the @code{if} expression is evaluated.  The counting
13657 expression is evaluated.  This expression returns a value (which will
13658 be the value returned by the whole function) that is the sum of one
13659 added to the value returned by a recursive call.
13661 Meanwhile, the next-step-expression has caused point to jump over the
13662 first (and in this case only) word in the region.  This means that
13663 when @code{(recursive-count-words region-end)} is evaluated a second
13664 time, as a result of the recursive call, the value of point will be
13665 equal to or greater than the value of region end.  So this time,
13666 @code{recursive-count-words} will return zero.  The zero will be added
13667 to one, and the original evaluation of @code{recursive-count-words}
13668 will return one plus zero, which is one, which is the correct amount.
13670 Clearly, if there are two words in the region, the first call to
13671 @code{recursive-count-words} returns one added to the value returned
13672 by calling @code{recursive-count-words} on a region containing the
13673 remaining word---that is, it adds one to one, producing two, which is
13674 the correct amount.
13676 Similarly, if there are three words in the region, the first call to
13677 @code{recursive-count-words} returns one added to the value returned
13678 by calling @code{recursive-count-words} on a region containing the
13679 remaining two words---and so on and so on.
13681 @need 1250
13682 @noindent
13683 With full documentation the two functions look like this:
13685 @need 1250
13686 @noindent
13687 The recursive function:
13689 @findex recursive-count-words
13690 @smallexample
13691 @group
13692 (defun recursive-count-words (region-end)
13693   "Number of words between point and REGION-END."
13694 @end group
13696 @group
13697 ;;; @r{1. do-again-test}
13698   (if (and (< (point) region-end)
13699            (re-search-forward "\\w+\\W*" region-end t))
13700 @end group
13702 @group
13703 ;;; @r{2. then-part: the recursive call}
13704       (1+ (recursive-count-words region-end))
13706 ;;; @r{3. else-part}
13707     0))
13708 @end group
13709 @end smallexample
13711 @need 800
13712 @noindent
13713 The wrapper:
13715 @smallexample
13716 @group
13717 ;;; @r{Recursive version}
13718 (defun count-words-region (beginning end)
13719   "Print number of words in the region.
13720 @end group
13722 @group
13723 Words are defined as at least one word-constituent
13724 character followed by at least one character that is
13725 not a word-constituent.  The buffer's syntax table
13726 determines which characters these are."
13727 @end group
13728 @group
13729   (interactive "r")
13730   (message "Counting words in region ... ")
13731   (save-excursion
13732     (goto-char beginning)
13733     (let ((count (recursive-count-words end)))
13734 @end group
13735 @group
13736       (cond ((zerop count)
13737              (message
13738               "The region does NOT have any words."))
13739 @end group
13740 @group
13741             ((= 1 count)
13742              (message "The region has 1 word."))
13743             (t
13744              (message
13745               "The region has %d words." count))))))
13746 @end group
13747 @end smallexample
13749 @node Counting Exercise,  , recursive-count-words, Counting Words
13750 @section Exercise: Counting Punctuation
13752 Using a @code{while} loop, write a function to count the number of
13753 punctuation marks in a region---period, comma, semicolon, colon,
13754 exclamation mark, and question mark.  Do the same using recursion.
13756 @node Words in a defun, Readying a Graph, Counting Words, Top
13757 @chapter Counting Words in a @code{defun}
13758 @cindex Counting words in a @code{defun}
13759 @cindex Word counting in a @code{defun}
13761 Our next project is to count the number of words in a function
13762 definition.  Clearly, this can be done using some variant of
13763 @code{count-word-region}.  @xref{Counting Words, , Counting Words:
13764 Repetition and Regexps}.  If we are just going to count the words in
13765 one definition, it is easy enough to mark the definition with the
13766 @kbd{C-M-h} (@code{mark-defun}) command, and then call
13767 @code{count-word-region}.
13769 However, I am more ambitious: I want to count the words and symbols in
13770 every definition in the Emacs sources and then print a graph that
13771 shows how many functions there are of each length: how many contain 40
13772 to 49 words or symbols, how many contain 50 to 59 words or symbols,
13773 and so on.  I have often been curious how long a typical function is,
13774 and this will tell.
13776 @menu
13777 * Divide and Conquer::
13778 * Words and Symbols::           What to count?
13779 * Syntax::                      What constitutes a word or symbol?
13780 * count-words-in-defun::        Very like @code{count-words}.
13781 * Several defuns::              Counting several defuns in a file.
13782 * Find a File::                 Do you want to look at a file?
13783 * lengths-list-file::           A list of the lengths of many definitions.
13784 * Several files::               Counting in definitions in different files.
13785 * Several files recursively::   Recursively counting in different files.
13786 * Prepare the data::            Prepare the data for display in a graph.
13787 @end menu
13789 @node Divide and Conquer, Words and Symbols, Words in a defun, Words in a defun
13790 @ifnottex
13791 @unnumberedsec Divide and Conquer
13792 @end ifnottex
13794 Described in one phrase, the histogram project is daunting; but
13795 divided into numerous small steps, each of which we can take one at a
13796 time, the project becomes less fearsome.  Let us consider what the
13797 steps must be:
13799 @itemize @bullet
13800 @item
13801 First, write a function to count the words in one definition.  This
13802 includes the problem of handling symbols as well as words.
13804 @item
13805 Second, write a function to list the numbers of words in each function
13806 in a file.  This function can use the @code{count-words-in-defun}
13807 function.
13809 @item
13810 Third, write a function to list the numbers of words in each function
13811 in each of several files.  This entails automatically finding the
13812 various files, switching to them, and counting the words in the
13813 definitions within them.
13815 @item
13816 Fourth, write a function to convert the list of numbers that we
13817 created in step three to a form that will be suitable for printing as
13818 a graph.
13820 @item
13821 Fifth, write a function to print the results as a graph.
13822 @end itemize
13824 This is quite a project!  But if we take each step slowly, it will not
13825 be difficult.
13827 @node Words and Symbols, Syntax, Divide and Conquer, Words in a defun
13828 @section What to Count?
13829 @cindex Words and symbols in defun
13831 When we first start thinking about how to count the words in a
13832 function definition, the first question is (or ought to be) what are
13833 we going to count?  When we speak of `words' with respect to a Lisp
13834 function definition, we are actually speaking, in large part, of
13835 `symbols'.  For example, the following @code{multiply-by-seven}
13836 function contains the five symbols @code{defun},
13837 @code{multiply-by-seven}, @code{number}, @code{*}, and @code{7}.  In
13838 addition, in the documentation string, it contains the four words
13839 @samp{Multiply}, @samp{NUMBER}, @samp{by}, and @samp{seven}.  The
13840 symbol @samp{number} is repeated, so the definition contains a total
13841 of ten words and symbols.
13843 @smallexample
13844 @group
13845 (defun multiply-by-seven (number)
13846   "Multiply NUMBER by seven."
13847   (* 7 number))
13848 @end group
13849 @end smallexample
13851 @noindent
13852 However, if we mark the @code{multiply-by-seven} definition with
13853 @kbd{C-M-h} (@code{mark-defun}), and then call
13854 @code{count-words-region} on it, we will find that
13855 @code{count-words-region} claims the definition has eleven words, not
13856 ten!  Something is wrong!
13858 The problem is twofold: @code{count-words-region} does not count the
13859 @samp{*} as a word, and it counts the single symbol,
13860 @code{multiply-by-seven}, as containing three words.  The hyphens are
13861 treated as if they were interword spaces rather than intraword
13862 connectors: @samp{multiply-by-seven} is counted as if it were written
13863 @samp{multiply by seven}.
13865 The cause of this confusion is the regular expression search within
13866 the @code{count-words-region} definition that moves point forward word
13867 by word.  In the canonical version of @code{count-words-region}, the
13868 regexp is:
13870 @smallexample
13871 "\\w+\\W*"
13872 @end smallexample
13874 @noindent
13875 This regular expression is a pattern defining one or more word
13876 constituent characters possibly followed by one or more characters
13877 that are not word constituents.  What is meant by `word constituent
13878 characters' brings us to the issue of syntax, which is worth a section
13879 of its own.
13881 @node Syntax, count-words-in-defun, Words and Symbols, Words in a defun
13882 @section What Constitutes a Word or Symbol?
13883 @cindex Syntax categories and tables
13885 Emacs treats different characters as belonging to different
13886 @dfn{syntax categories}.  For example, the regular expression,
13887 @samp{\\w+}, is a pattern specifying one or more @emph{word
13888 constituent} characters.  Word constituent characters are members of
13889 one syntax category.  Other syntax categories include the class of
13890 punctuation characters, such as the period and the comma, and the
13891 class of whitespace characters, such as the blank space and the tab
13892 character.  (For more information, see @ref{Syntax, Syntax, The Syntax
13893 Table, emacs, The GNU Emacs Manual}, and @ref{Syntax Tables, , Syntax
13894 Tables, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
13896 Syntax tables specify which characters belong to which categories.
13897 Usually, a hyphen is not specified as a `word constituent character'.
13898 Instead, it is specified as being in the `class of characters that are
13899 part of symbol names but not words.'  This means that the
13900 @code{count-words-region} function treats it in the same way it treats
13901 an interword white space, which is why @code{count-words-region}
13902 counts @samp{multiply-by-seven} as three words.
13904 There are two ways to cause Emacs to count @samp{multiply-by-seven} as
13905 one symbol: modify the syntax table or modify the regular expression.
13907 We could redefine a hyphen as a word constituent character by
13908 modifying the syntax table that Emacs keeps for each mode.  This
13909 action would serve our purpose, except that a hyphen is merely the
13910 most common character within symbols that is not typically a word
13911 constituent character; there are others, too.
13913 Alternatively, we can redefine the regular expression used in the
13914 @code{count-words} definition so as to include symbols.  This
13915 procedure has the merit of clarity, but the task is a little tricky.
13917 @need 1200
13918 The first part is simple enough: the pattern must match ``at least one
13919 character that is a word or symbol constituent''.  Thus:
13921 @smallexample
13922 "\\(\\w\\|\\s_\\)+"
13923 @end smallexample
13925 @noindent
13926 The @samp{\\(} is the first part of the grouping construct that
13927 includes the @samp{\\w} and the @samp{\\s_} as alternatives, separated
13928 by the @samp{\\|}.  The @samp{\\w} matches any word-constituent
13929 character and the @samp{\\s_} matches any character that is part of a
13930 symbol name but not a word-constituent character.  The @samp{+}
13931 following the group indicates that the word or symbol constituent
13932 characters must be matched at least once.
13934 However, the second part of the regexp is more difficult to design.
13935 What we want is to follow the first part with ``optionally one or more
13936 characters that are not constituents of a word or symbol''.  At first,
13937 I thought I could define this with the following:
13939 @smallexample
13940 "\\(\\W\\|\\S_\\)*"
13941 @end smallexample
13943 @noindent
13944 The upper case @samp{W} and @samp{S} match characters that are
13945 @emph{not} word or symbol constituents.  Unfortunately, this
13946 expression matches any character that is either not a word constituent
13947 or not a symbol constituent.  This matches any character!
13949 I then noticed that every word or symbol in my test region was
13950 followed by white space (blank space, tab, or newline).  So I tried
13951 placing a pattern to match one or more blank spaces after the pattern
13952 for one or more word or symbol constituents.  This failed, too.  Words
13953 and symbols are often separated by whitespace, but in actual code
13954 parentheses may follow symbols and punctuation may follow words.  So
13955 finally, I designed a pattern in which the word or symbol constituents
13956 are followed optionally by characters that are not white space and
13957 then followed optionally by white space.
13959 @need 800
13960 Here is the full regular expression:
13962 @smallexample
13963 "\\(\\w\\|\\s_\\)+[^ \t\n]*[ \t\n]*"
13964 @end smallexample
13966 @node count-words-in-defun, Several defuns, Syntax, Words in a defun
13967 @section The @code{count-words-in-defun} Function
13968 @cindex Counting words in a @code{defun}
13970 We have seen that there are several ways to write a
13971 @code{count-word-region} function.  To write a
13972 @code{count-words-in-defun}, we need merely adapt one of these
13973 versions.
13975 The version that uses a @code{while} loop is easy to understand, so I
13976 am going to adapt that.  Because @code{count-words-in-defun} will be
13977 part of a more complex program, it need not be interactive and it need
13978 not display a message but just return the count.  These considerations
13979 simplify the definition a little.
13981 On the other hand, @code{count-words-in-defun} will be used within a
13982 buffer that contains function definitions.  Consequently, it is
13983 reasonable to ask that the function determine whether it is called
13984 when point is within a function definition, and if it is, to return
13985 the count for that definition.  This adds complexity to the
13986 definition, but saves us from needing to pass arguments to the
13987 function.
13989 @need 1250
13990 These considerations lead us to prepare the following template:
13992 @smallexample
13993 @group
13994 (defun count-words-in-defun ()
13995   "@var{documentation}@dots{}"
13996   (@var{set up}@dots{}
13997      (@var{while loop}@dots{})
13998    @var{return count})
13999 @end group
14000 @end smallexample
14002 @noindent
14003 As usual, our job is to fill in the slots.
14005 First, the set up.
14007 We are presuming that this function will be called within a buffer
14008 containing function definitions.  Point will either be within a
14009 function definition or not.  For @code{count-words-in-defun} to work,
14010 point must move to the beginning of the definition, a counter must
14011 start at zero, and the counting loop must stop when point reaches the
14012 end of the definition.
14014 The @code{beginning-of-defun} function searches backwards for an
14015 opening delimiter such as a @samp{(} at the beginning of a line, and
14016 moves point to that position, or else to the limit of the search.  In
14017 practice, this means that @code{beginning-of-defun} moves point to the
14018 beginning of an enclosing or preceding function definition, or else to
14019 the beginning of the buffer.  We can use @code{beginning-of-defun} to
14020 place point where we wish to start.
14022 The @code{while} loop requires a counter to keep track of the words or
14023 symbols being counted.  A @code{let} expression can be used to create
14024 a local variable for this purpose, and bind it to an initial value of zero.
14026 The @code{end-of-defun} function works like @code{beginning-of-defun}
14027 except that it moves point to the end of the definition.
14028 @code{end-of-defun} can be used as part of an expression that
14029 determines the position of the end of the definition.
14031 The set up for @code{count-words-in-defun} takes shape rapidly: first
14032 we move point to the beginning of the definition, then we create a
14033 local variable to hold the count, and finally, we record the position
14034 of the end of the definition so the @code{while} loop will know when to stop
14035 looping.
14037 @need 1250
14038 The code looks like this:
14040 @smallexample
14041 @group
14042 (beginning-of-defun)
14043 (let ((count 0)
14044       (end (save-excursion (end-of-defun) (point))))
14045 @end group
14046 @end smallexample
14048 @noindent
14049 The code is simple.  The only slight complication is likely to concern
14050 @code{end}: it is bound to the position of the end of the definition
14051 by a @code{save-excursion} expression that returns the value of point
14052 after @code{end-of-defun} temporarily moves it to the end of the
14053 definition.
14055 The second part of the @code{count-words-in-defun}, after the set up,
14056 is the @code{while} loop.
14058 The loop must contain an expression that jumps point forward word by
14059 word and symbol by symbol, and another expression that counts the
14060 jumps.  The true-or-false-test for the @code{while} loop should test
14061 true so long as point should jump forward, and false when point is at
14062 the end of the definition.  We have already redefined the regular
14063 expression for this (@pxref{Syntax}), so the loop is straightforward:
14065 @smallexample
14066 @group
14067 (while (and (< (point) end)
14068             (re-search-forward
14069              "\\(\\w\\|\\s_\\)+[^ \t\n]*[ \t\n]*" end t)
14070   (setq count (1+ count)))
14071 @end group
14072 @end smallexample
14074 The third part of the function definition returns the count of words
14075 and symbols.  This part is the last expression within the body of the
14076 @code{let} expression, and can be, very simply, the local variable
14077 @code{count}, which when evaluated returns the count.
14079 @need 1250
14080 Put together, the @code{count-words-in-defun} definition looks like this:
14082 @findex count-words-in-defun
14083 @smallexample
14084 @group
14085 (defun count-words-in-defun ()
14086   "Return the number of words and symbols in a defun."
14087   (beginning-of-defun)
14088   (let ((count 0)
14089         (end (save-excursion (end-of-defun) (point))))
14090 @end group
14091 @group
14092     (while
14093         (and (< (point) end)
14094              (re-search-forward
14095               "\\(\\w\\|\\s_\\)+[^ \t\n]*[ \t\n]*"
14096               end t))
14097       (setq count (1+ count)))
14098     count))
14099 @end group
14100 @end smallexample
14102 How to test this?  The function is not interactive, but it is easy to
14103 put a wrapper around the function to make it interactive; we can use
14104 almost the same code as for the recursive version of
14105 @code{count-words-region}:
14107 @smallexample
14108 @group
14109 ;;; @r{Interactive version.}
14110 (defun count-words-defun ()
14111   "Number of words and symbols in a function definition."
14112   (interactive)
14113   (message
14114    "Counting words and symbols in function definition ... ")
14115 @end group
14116 @group
14117   (let ((count (count-words-in-defun)))
14118     (cond
14119      ((zerop count)
14120       (message
14121        "The definition does NOT have any words or symbols."))
14122 @end group
14123 @group
14124      ((= 1 count)
14125       (message
14126        "The definition has 1 word or symbol."))
14127      (t
14128       (message
14129        "The definition has %d words or symbols." count)))))
14130 @end group
14131 @end smallexample
14133 @need 800
14134 @noindent
14135 Let's re-use @kbd{C-c =} as a convenient keybinding:
14137 @smallexample
14138 (global-set-key "\C-c=" 'count-words-defun)
14139 @end smallexample
14141 Now we can try out @code{count-words-defun}: install both
14142 @code{count-words-in-defun} and @code{count-words-defun}, and set the
14143 keybinding, and then place the cursor within the following definition:
14145 @smallexample
14146 @group
14147 (defun multiply-by-seven (number)
14148   "Multiply NUMBER by seven."
14149   (* 7 number))
14150      @result{} 10
14151 @end group
14152 @end smallexample
14154 @noindent
14155 Success!  The definition has 10 words and symbols.
14157 The next problem is to count the numbers of words and symbols in
14158 several definitions within a single file.
14160 @node Several defuns, Find a File, count-words-in-defun, Words in a defun
14161 @section Count Several @code{defuns} Within a File
14163 A file such as @file{simple.el} may have 80 or more function
14164 definitions within it.  Our long term goal is to collect statistics on
14165 many files, but as a first step, our immediate goal is to collect
14166 statistics on one file.
14168 The information will be a series of numbers, each number being the
14169 length of a function definition.  We can store the numbers in a list.
14171 We know that we will want to incorporate the information regarding one
14172 file with information about many other files; this means that the
14173 function for counting definition lengths within one file need only
14174 return the list of lengths.  It need not and should not display any
14175 messages.
14177 The word count commands contain one expression to jump point forward
14178 word by word and another expression to count the jumps.  The function
14179 to return the lengths of definitions can be designed to work the same
14180 way, with one expression to jump point forward definition by
14181 definition and another expression to construct the lengths' list.
14183 This statement of the problem makes it elementary to write the
14184 function definition.  Clearly, we will start the count at the
14185 beginning of the file, so the first command will be @code{(goto-char
14186 (point-min))}.  Next, we start the @code{while} loop; and the
14187 true-or-false test of the loop can be a regular expression search for
14188 the next function definition---so long as the search succeeds, point
14189 is moved forward and then the body of the loop is evaluated.  The body
14190 needs an expression that constructs the lengths' list.  @code{cons},
14191 the list construction command, can be used to create the list.  That
14192 is almost all there is to it.
14194 @need 800
14195 Here is what this fragment of code looks like:
14197 @smallexample
14198 @group
14199 (goto-char (point-min))
14200 (while (re-search-forward "^(defun" nil t)
14201   (setq lengths-list
14202         (cons (count-words-in-defun) lengths-list)))
14203 @end group
14204 @end smallexample
14206 What we have left out is the mechanism for finding the file that
14207 contains the function definitions.
14209 In previous examples, we either used this, the Info file, or we
14210 switched back and forth to some other buffer, such as the
14211 @file{*scratch*} buffer.
14213 Finding a file is a new process that we have not yet discussed.
14215 @node Find a File, lengths-list-file, Several defuns, Words in a defun
14216 @comment  node-name,  next,  previous,  up
14217 @section Find a File
14218 @cindex Find a File
14220 To find a file in Emacs, you use the @kbd{C-x C-f} (@code{find-file})
14221 command.  This command is almost, but not quite right for the lengths
14222 problem.
14224 @need 1200
14225 Let's look at the source for @code{find-file} (you can use the
14226 @code{find-tag} command or @kbd{C-h f} (@code{describe-function}) to
14227 find the source of a function):
14229 @smallexample
14230 @group
14231 (defun find-file (filename)
14232   "Edit file FILENAME.
14233 Switch to a buffer visiting file FILENAME,
14234 creating one if none already exists."
14235   (interactive "FFind file: ")
14236   (switch-to-buffer (find-file-noselect filename)))
14237 @end group
14238 @end smallexample
14240 The definition possesses short but complete documentation and an
14241 interactive specification that prompts you for a file name when you
14242 use the command interactively.  The body of the definition contains
14243 two functions, @code{find-file-noselect} and @code{switch-to-buffer}.
14245 According to its documentation as shown by @kbd{C-h f} (the
14246 @code{describe-function} command), the @code{find-file-noselect}
14247 function reads the named file into a buffer and returns the buffer.
14248 However, the buffer is not selected.  Emacs does not switch its
14249 attention (or yours if you are using @code{find-file-noselect}) to the
14250 named buffer.  That is what @code{switch-to-buffer} does: it switches
14251 the buffer to which Emacs attention is directed; and it switches the
14252 buffer displayed in the window to the new buffer.  We have discussed
14253 buffer switching elsewhere.  (@xref{Switching Buffers}.)
14255 In this histogram project, we do not need to display each file on the
14256 screen as the program determines the length of each definition within
14257 it.  Instead of employing @code{switch-to-buffer}, we can work with
14258 @code{set-buffer}, which redirects the attention of the computer
14259 program to a different buffer but does not redisplay it on the screen.
14260 So instead of calling on @code{find-file} to do the job, we must write
14261 our own expression.
14263 The task is easy: use  @code{find-file-noselect} and @code{set-buffer}.
14265 @node lengths-list-file, Several files, Find a File, Words in a defun
14266 @section @code{lengths-list-file} in Detail
14268 The core of the @code{lengths-list-file} function is a @code{while}
14269 loop containing a function to move point forward `defun by defun' and
14270 a function to count the number of words and symbols in each defun.
14271 This core must be surrounded by functions that do various other tasks,
14272 including finding the file, and ensuring that point starts out at the
14273 beginning of the file.  The function definition looks like this:
14274 @findex lengths-list-file
14276 @smallexample
14277 @group
14278 (defun lengths-list-file (filename)
14279   "Return list of definitions' lengths within FILE.
14280 The returned list is a list of numbers.
14281 Each number is the number of words or
14282 symbols in one function definition."
14283 @end group
14284 @group
14285   (message "Working on `%s' ... " filename)
14286   (save-excursion
14287     (let ((buffer (find-file-noselect filename))
14288           (lengths-list))
14289       (set-buffer buffer)
14290       (setq buffer-read-only t)
14291       (widen)
14292       (goto-char (point-min))
14293       (while (re-search-forward "^(defun" nil t)
14294         (setq lengths-list
14295               (cons (count-words-in-defun) lengths-list)))
14296       (kill-buffer buffer)
14297       lengths-list)))
14298 @end group
14299 @end smallexample
14301 @noindent
14302 The function is passed one argument, the name of the file on which it
14303 will work.  It has four lines of documentation, but no interactive
14304 specification.  Since people worry that a computer is broken if they
14305 don't see anything going on, the first line of the body is a
14306 message.
14308 The next line contains a @code{save-excursion} that returns Emacs'
14309 attention to the current buffer when the function completes.  This is
14310 useful in case you embed this function in another function that
14311 presumes point is restored to the original buffer.
14313 In the varlist of the @code{let} expression, Emacs finds the file and
14314 binds the local variable @code{buffer} to the buffer containing the
14315 file.  At the same time, Emacs creates @code{lengths-list} as a local
14316 variable.
14318 Next, Emacs switches its attention to the buffer.
14320 In the following line, Emacs makes the buffer read-only.  Ideally,
14321 this line is not necessary.  None of the functions for counting words
14322 and symbols in a function definition should change the buffer.
14323 Besides, the buffer is not going to be saved, even if it were changed.
14324 This line is entirely the consequence of great, perhaps excessive,
14325 caution.  The reason for the caution is that this function and those
14326 it calls work on the sources for Emacs and it is very inconvenient if
14327 they are inadvertently modified.  It goes without saying that I did
14328 not realize a need for this line until an experiment went awry and
14329 started to modify my Emacs source files @dots{}
14331 Next comes a call to widen the buffer if it is narrowed.  This
14332 function is usually not needed---Emacs creates a fresh buffer if none
14333 already exists; but if a buffer visiting the file already exists Emacs
14334 returns that one.  In this case, the buffer may be narrowed and must
14335 be widened.  If we wanted to be fully `user-friendly', we would
14336 arrange to save the restriction and the location of point, but we
14337 won't.
14339 The @code{(goto-char (point-min))} expression moves point to the
14340 beginning of the buffer.
14342 Then comes a @code{while} loop in which the `work' of the function is
14343 carried out.  In the loop, Emacs determines the length of each
14344 definition and constructs a lengths' list containing the information.
14346 Emacs kills the buffer after working through it.  This is to save
14347 space inside of Emacs.  My version of Emacs 19 contained over 300
14348 source files of interest; Emacs 21 contains over 800 source files.
14349 Another function will apply @code{lengths-list-file} to each of the
14350 files.
14352 Finally, the last expression within the @code{let} expression is the
14353 @code{lengths-list} variable; its value is returned as the value of
14354 the whole function.
14356 You can try this function by installing it in the usual fashion.  Then
14357 place your cursor after the following expression and type @kbd{C-x
14358 C-e} (@code{eval-last-sexp}).
14360 @c !!! 21.0.100 lisp sources location here
14361 @smallexample
14362 (lengths-list-file
14363  "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/emacs-lisp/debug.el")
14364 @end smallexample
14366 @c was: (lengths-list-file "../lisp/debug.el")
14367 @c !!!  as of 21, Info file is in
14368 @c /usr/share/info/emacs-lisp-intro.info.gz
14369 @c but debug.el is in  /usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/emacs-lisp/debug.el
14371 @noindent
14372 (You may need to change the pathname of the file; the one here worked
14373 with GNU Emacs version 21.0.100.  To change the expression, copy it to
14374 the @file{*scratch*} buffer and edit it.
14376 @need 1200
14377 @noindent
14378 (Also, to see the full length of the list, rather than a truncated
14379 version, you may have to evaluate the following:
14381 @smallexample
14382 (custom-set-variables '(eval-expression-print-length nil))
14383 @end smallexample
14385 @noindent
14386 (@xref{defcustom, , Specifying Variables using @code{defcustom}}.)
14387 Then evaluate the @code{lengths-list-file} expression.)
14389 @need 1200
14390 The lengths' list for @file{debug.el} takes less than a second to
14391 produce and looks like this:
14393 @smallexample
14394 (77 95 85 87 131 89 50 25 44 44 68 35 64 45 17 34 167 457)
14395 @end smallexample
14397 @need 1500
14398 (Using my old machine, the version 19 lengths' list for @file{debug.el}
14399 took seven seconds to produce and looked like this:
14401 @smallexample
14402 (75 41 80 62 20 45 44 68 45 12 34 235)
14403 @end smallexample
14405 (The newer version of  @file{debug.el} contains more defuns than the
14406 earlier one; and my new machine is much faster than the old one.)
14408 Note that the length of the last definition in the file is first in
14409 the list.
14411 @node Several files, Several files recursively, lengths-list-file, Words in a defun
14412 @section Count Words in @code{defuns} in Different Files
14414 In the previous section, we created a function that returns a list of
14415 the lengths of each definition in a file.  Now, we want to define a
14416 function to return a master list of the lengths of the definitions in
14417 a list of files.
14419 Working on each of a list of files is a repetitious act, so we can use
14420 either a @code{while} loop or recursion.
14422 @menu
14423 * lengths-list-many-files::     Return a list of the lengths of defuns.
14424 * append::                      Attach one list to another.
14425 @end menu
14427 @node lengths-list-many-files, append, Several files, Several files
14428 @ifnottex
14429 @unnumberedsubsec Determine the lengths of @code{defuns}
14430 @end ifnottex
14432 The design using a @code{while} loop is routine.  The argument passed
14433 the function is a list of files.  As we saw earlier (@pxref{Loop
14434 Example}), you can write a @code{while} loop so that the body of the
14435 loop is evaluated if such a list contains elements, but to exit the
14436 loop if the list is empty.  For this design to work, the body of the
14437 loop must contain an expression that shortens the list each time the
14438 body is evaluated, so that eventually the list is empty.  The usual
14439 technique is to set the value of the list to the value of the @sc{cdr}
14440 of the list each time the body is evaluated.
14442 @need 800
14443 The template looks like this:
14445 @smallexample
14446 @group
14447 (while @var{test-whether-list-is-empty}
14448   @var{body}@dots{}
14449   @var{set-list-to-cdr-of-list})
14450 @end group
14451 @end smallexample
14453 Also, we remember that a @code{while} loop returns @code{nil} (the
14454 result of evaluating the true-or-false-test), not the result of any
14455 evaluation within its body.  (The evaluations within the body of the
14456 loop are done for their side effects.)  However, the expression that
14457 sets the lengths' list is part of the body---and that is the value
14458 that we want returned by the function as a whole.  To do this, we
14459 enclose the @code{while} loop within a @code{let} expression, and
14460 arrange that the last element of the @code{let} expression contains
14461 the value of the lengths' list.  (@xref{Incrementing Example, , Loop
14462 Example with an Incrementing Counter}.)
14464 @findex lengths-list-many-files
14465 @need 1250
14466 These considerations lead us directly to the function itself:
14468 @smallexample
14469 @group
14470 ;;; @r{Use @code{while} loop.}
14471 (defun lengths-list-many-files (list-of-files)
14472   "Return list of lengths of defuns in LIST-OF-FILES."
14473 @end group
14474 @group
14475   (let (lengths-list)
14477 ;;; @r{true-or-false-test}
14478     (while list-of-files
14479       (setq lengths-list
14480             (append
14481              lengths-list
14483 ;;; @r{Generate a lengths' list.}
14484              (lengths-list-file
14485               (expand-file-name (car list-of-files)))))
14486 @end group
14488 @group
14489 ;;; @r{Make files' list shorter.}
14490       (setq list-of-files (cdr list-of-files)))
14492 ;;; @r{Return final value of lengths' list.}
14493     lengths-list))
14494 @end group
14495 @end smallexample
14497 @code{expand-file-name} is a built-in function that converts a file
14498 name to the absolute, long, path name form of the directory in which
14499 the function is called.
14501 @c !!! 21.0.100 lisp sources location here
14502 @need 1500
14503 Thus, if @code{expand-file-name} is called on @code{debug.el} when
14504 Emacs is visiting the
14505 @file{/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/emacs-lisp/} directory,
14507 @smallexample
14508 debug.el
14509 @end smallexample
14511 @need 800
14512 @noindent
14513 becomes
14515 @c !!! 21.0.100 lisp sources location here
14516 @smallexample
14517 /usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/emacs-lisp/debug.el
14518 @end smallexample
14520 The only other new element of this function definition is the as yet
14521 unstudied function @code{append}, which merits a short section for
14522 itself.
14524 @node append,  , lengths-list-many-files, Several files
14525 @subsection The @code{append} Function
14527 @need 800
14528 The @code{append} function attaches one list to another.  Thus,
14530 @smallexample
14531 (append '(1 2 3 4) '(5 6 7 8))
14532 @end smallexample
14534 @need 800
14535 @noindent
14536 produces the list
14538 @smallexample
14539 (1 2 3 4 5 6 7 8)
14540 @end smallexample
14542 This is exactly how we want to attach two lengths' lists produced by
14543 @code{lengths-list-file} to each other.  The results contrast with
14544 @code{cons},
14546 @smallexample
14547 (cons '(1 2 3 4) '(5 6 7 8))
14548 @end smallexample
14550 @need 1250
14551 @noindent
14552 which constructs a new list in which the first argument to @code{cons}
14553 becomes the first element of the new list:
14555 @smallexample
14556 ((1 2 3 4) 5 6 7 8)
14557 @end smallexample
14559 @node Several files recursively, Prepare the data, Several files, Words in a defun
14560 @section Recursively Count Words in Different Files
14562 Besides a @code{while} loop, you can work on each of a list of files
14563 with recursion.  A recursive version of @code{lengths-list-many-files}
14564 is short and simple.
14566 The recursive function has the usual parts: the `do-again-test', the
14567 `next-step-expression', and the recursive call.  The `do-again-test'
14568 determines whether the function should call itself again, which it
14569 will do if the @code{list-of-files} contains any remaining elements;
14570 the `next-step-expression' resets the @code{list-of-files} to the
14571 @sc{cdr} of itself, so eventually the list will be empty; and the
14572 recursive call calls itself on the shorter list.  The complete
14573 function is shorter than this description!
14574 @findex recursive-lengths-list-many-files
14576 @smallexample
14577 @group
14578 (defun recursive-lengths-list-many-files (list-of-files)
14579   "Return list of lengths of each defun in LIST-OF-FILES."
14580   (if list-of-files                     ; @r{do-again-test}
14581       (append
14582        (lengths-list-file
14583         (expand-file-name (car list-of-files)))
14584        (recursive-lengths-list-many-files
14585         (cdr list-of-files)))))
14586 @end group
14587 @end smallexample
14589 @noindent
14590 In a sentence, the function returns the lengths' list for the first of
14591 the @code{list-of-files} appended to the result of calling itself on
14592 the rest of the @code{list-of-files}.
14594 Here is a test of @code{recursive-lengths-list-many-files}, along with
14595 the results of running @code{lengths-list-file} on each of the files
14596 individually.
14598 Install @code{recursive-lengths-list-many-files} and
14599 @code{lengths-list-file}, if necessary, and then evaluate the
14600 following expressions.  You may need to change the files' pathnames;
14601 those here work when this Info file and the Emacs sources are located
14602 in their customary places.  To change the expressions, copy them to
14603 the @file{*scratch*} buffer, edit them, and then evaluate them.
14605 The results are shown after the @samp{@result{}}.  (These results are
14606 for files from Emacs Version 21.0.100; files from other versions of
14607 Emacs may produce different results.)
14609 @c !!! 21.0.100 lisp sources location here
14610 @smallexample
14611 @group
14612 (cd "/usr/local/share/emacs/21.0.100/")
14614 (lengths-list-file "./lisp/macros.el")
14615      @result{} (273 263 456 90)
14616 @end group
14618 @group
14619 (lengths-list-file "./lisp/mail/mailalias.el")
14620      @result{} (38 32 26 77 174 180 321 198 324)
14621 @end group
14623 @group
14624 (lengths-list-file "./lisp/makesum.el")
14625      @result{} (85 181)
14626 @end group
14628 @group
14629 (recursive-lengths-list-many-files
14630  '("./lisp/macros.el"
14631    "./lisp/mail/mailalias.el"
14632    "./lisp/makesum.el"))
14633        @result{} (273 263 456 90 38 32 26 77 174 180 321 198 324 85 181)
14634 @end group
14635 @end smallexample
14637 The @code{recursive-lengths-list-many-files} function produces the
14638 output we want.
14640 The next step is to prepare the data in the list for display in a graph.
14642 @node Prepare the data,  , Several files recursively, Words in a defun
14643 @section Prepare the Data for Display in a Graph
14645 The @code{recursive-lengths-list-many-files} function returns a list
14646 of numbers.  Each number records the length of a function definition.
14647 What we need to do now is transform this data into a list of numbers
14648 suitable for generating a graph.  The new list will tell how many
14649 functions definitions contain less than 10 words and
14650 symbols, how many contain between 10 and 19 words and symbols, how
14651 many contain between 20 and 29 words and symbols, and so on.
14653 In brief, we need to go through the lengths' list produced by the
14654 @code{recursive-lengths-list-many-files} function and count the number
14655 of defuns within each range of lengths, and produce a list of those
14656 numbers.
14658 Based on what we have done before, we can readily foresee that it
14659 should not be too hard to write a function that `@sc{cdr}s' down the
14660 lengths' list, looks at each element, determines which length range it
14661 is in, and increments a counter for that range.
14663 However, before beginning to write such a function, we should consider
14664 the advantages of sorting the lengths' list first, so the numbers are
14665 ordered from smallest to largest.  First, sorting will make it easier
14666 to count the numbers in each range, since two adjacent numbers will
14667 either be in the same length range or in adjacent ranges.  Second, by
14668 inspecting a sorted list, we can discover the highest and lowest
14669 number, and thereby determine the largest and smallest length range
14670 that we will need.
14672 @menu
14673 * Sorting::                     Sorting lists.
14674 * Files List::                  Making a list of files.
14675 * Counting function definitions::
14676 @end menu
14678 @node Sorting, Files List, Prepare the data, Prepare the data
14679 @subsection Sorting Lists
14680 @findex sort
14682 Emacs contains a function to sort lists, called (as you might guess)
14683 @code{sort}.  The @code{sort} function takes two arguments, the list
14684 to be sorted, and a predicate that determines whether the first of
14685 two list elements is ``less'' than the second.
14687 As we saw earlier (@pxref{Wrong Type of Argument, , Using the Wrong
14688 Type Object as an Argument}), a predicate is a function that
14689 determines whether some property is true or false.  The @code{sort}
14690 function will reorder a list according to whatever property the
14691 predicate uses; this means that @code{sort} can be used to sort
14692 non-numeric lists by non-numeric criteria---it can, for example,
14693 alphabetize a list.
14695 @need 1250
14696 The @code{<} function is used when sorting a numeric list.  For example,
14698 @smallexample
14699 (sort '(4 8 21 17 33 7 21 7) '<)
14700 @end smallexample
14702 @need 800
14703 @noindent
14704 produces this:
14706 @smallexample
14707 (4 7 7 8 17 21 21 33)
14708 @end smallexample
14710 @noindent
14711 (Note that in this example, both the arguments are quoted so that the
14712 symbols are not evaluated before being passed to @code{sort} as
14713 arguments.)
14715 Sorting the list returned by the
14716 @code{recursive-lengths-list-many-files} function is straightforward;
14717 it uses the @code{<} function:
14719 @smallexample
14720 @group
14721 (sort
14722  (recursive-lengths-list-many-files
14723   '("../lisp/macros.el"
14724     "../lisp/mailalias.el"
14725     "../lisp/makesum.el"))
14726  '<)
14727 @end group
14728 @end smallexample
14730 @need 800
14731 @noindent
14732 which produces:
14734 @smallexample
14735 (85 86 116 122 154 176 179 265)
14736 @end smallexample
14738 @noindent
14739 (Note that in this example, the first argument to @code{sort} is not
14740 quoted, since the expression must be evaluated so as to produce the
14741 list that is passed to @code{sort}.)
14743 @node Files List, Counting function definitions, Sorting, Prepare the data
14744 @subsection Making a List of Files
14746 The @code{recursive-lengths-list-many-files} function requires a list
14747 of files as its argument.  For our test examples, we constructed such
14748 a list by hand; but the Emacs Lisp source directory is too large for
14749 us to do for that.  Instead, we will write a function to do the job
14750 for us.  In this function, we will use both a @code{while} loop and a
14751 recursive call.
14753 @findex directory-files
14754 We did not have to write a function like this for older versions of
14755 GNU Emacs, since they placed all the @samp{.el} files in one
14756 directory.  Instead, we were able to use the @code{directory-files}
14757 function, which lists the names of files that match a specified
14758 pattern within a single directory.
14760 However, recent versions of Emacs place Emacs Lisp files in
14761 sub-directories of the top level @file{lisp} directory.  This
14762 re-arrangement eases navigation.  For example, all the mail related
14763 files are in a @file{lisp} sub-directory called @file{mail}.  But at
14764 the same time, this arrangement forces us to create a file listing
14765 function that descends into the sub-directories.
14767 @findex files-in-below-directory
14768 We can create this function, called @code{files-in-below-directory},
14769 using familiar functions such as @code{car}, @code{nthcdr}, and
14770 @code{substring} in conjunction with an existing function called
14771 @code{directory-files-and-attributes}.  This latter function not only
14772 lists all the filenames in a directory, including the names
14773 of sub-directories, but also their attributes.
14775 To restate our goal: to create a function that will enable us
14776 to feed filenames to @code{recursive-lengths-list-many-files}
14777 as a list that looks like this (but with more elements):
14779 @smallexample
14780 @group
14781 ("../lisp/macros.el"
14782  "../lisp/mail/rmail.el"
14783  "../lisp/makesum.el")
14784 @end group
14785 @end smallexample
14787 The @code{directory-files-and-attributes} function returns a list of
14788 lists.  Each of the lists within the main list consists of 13
14789 elements.  The first element is a string that contains the name of the
14790 file -- which, in GNU/Linux, may be a `directory file', that is to
14791 say, a file with the special attributes of a directory.  The second
14792 element of the list is @code{t} for a directory, a string
14793 for symbolic link (the string is the name linked to), or @code{nil}.
14795 For example, the first @samp{.el} file in the @file{lisp/} directory
14796 is @file{abbrev.el}.  Its name is
14797 @file{/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/abbrev.el} and it is not a
14798 directory or a symbolic link.
14800 @need 1000
14801 This is how @code{directory-files-and-attributes} lists that file and
14802 its attributes:
14804 @smallexample
14805 @group
14806 ("/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/abbrev.el"
14809 1000
14811 @end group
14812 @group
14813 (15019 32380)
14814 (14883 48041)
14815 (15214 49336)
14816 11583
14817 "-rw-rw-r--"
14818 @end group
14819 @group
14821 341385
14822 776)
14823 @end group
14824 @end smallexample
14826 @need 1200
14827 On the other hand, @file{mail/} is a directory within the @file{lisp/}
14828 directory.  The beginning of its listing looks like this:
14830 @smallexample
14831 @group
14832 ("/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/mail"
14834 @dots{}
14836 @end group
14837 @end smallexample
14839 (Look at the documentation of @code{file-attributes} to learn about
14840 the different attributes.  Bear in mind that the
14841 @code{file-attributes} function does not list the filename, so its
14842 first element is @code{directory-files-and-attributes}'s second
14843 element.)
14845 We will want our new function, @code{files-in-below-directory}, to
14846 list the @samp{.el} files in the directory it is told to check, and in
14847 any directories below that directory.
14849 This gives us a hint on how to construct
14850 @code{files-in-below-directory}:  within a directory, the function
14851 should add @samp{.el} filenames to a list; and if, within a directory,
14852 the function comes upon a sub-directory, it should go into that
14853 sub-directory and repeat its actions.
14855 However, we should note that every directory contains a name that
14856 refers to itself, called @file{.}, (``dot'') and a name that refers to
14857 its parent directory, called @file{..} (``double dot'').  (In
14858 @file{/}, the root directory, @file{..} refers to itself, since
14859 @file{/} has no parent.)  Clearly, we do not want our
14860 @code{files-in-below-directory} function to enter those directories,
14861 since they always lead us, directly or indirectly, to the current
14862 directory.
14864 Consequently, our @code{files-in-below-directory} function must do
14865 several tasks:
14867 @itemize @bullet
14868 @item
14869 Check to see whether it is looking at a filename that ends in
14870 @samp{.el}; and if so, add its name to a list.
14872 @item
14873 Check to see whether it is looking at a filename that is the name of a
14874 directory; and if so,
14876 @itemize @minus
14877 @item
14878 Check to see whether it is looking at @file{.}  or @file{..}; and if
14879 so skip it.
14881 @item
14882 Or else, go into that directory and repeat the process.
14883 @end itemize
14884 @end itemize
14886 Let's write a function definition to do these tasks.  We will use a
14887 @code{while} loop to move from one filename to another within a
14888 directory, checking what needs to be done; and we will use a recursive
14889 call to repeat the actions on each sub-directory.  The recursive
14890 pattern is `accumulate'
14891 (@pxref{Accumulate, , Recursive Pattern: @emph{accumulate}}),
14892 using @code{append} as the combiner.
14894 @ignore
14895 (directory-files "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/" t "\\.el$")
14896 (shell-command "find /usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/ -name '*.el'")
14897 @end ignore
14899 @c  /usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/
14901 @need 800
14902 Here is the function:
14904 @smallexample
14905 @group
14906 (defun files-in-below-directory (directory)
14907   "List the .el files in DIRECTORY and in its sub-directories."
14908   ;; Although the function will be used non-interactively,
14909   ;; it will be easier to test if we make it interactive.
14910   ;; The directory will have a name such as
14911   ;;  "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/"
14912   (interactive "DDirectory name: ")
14913 @end group
14914 @group
14915   (let (el-files-list
14916         (current-directory-list
14917          (directory-files-and-attributes directory t)))
14918     ;; while we are in the current directory
14919     (while current-directory-list
14920 @end group
14921 @group
14922       (cond
14923        ;; check to see whether filename ends in `.el'
14924        ;; and if so, append its name to a list.
14925        ((equal ".el" (substring (car (car current-directory-list)) -3))
14926         (setq el-files-list
14927               (cons (car (car current-directory-list)) el-files-list)))
14928 @end group
14929 @group
14930        ;; check whether filename is that of a directory
14931        ((eq t (car (cdr (car current-directory-list))))
14932         ;; decide whether to skip or recurse
14933         (if
14934             (equal "."
14935                    (substring (car (car current-directory-list)) -1))
14936             ;; then do nothing since filename is that of
14937             ;;   current directory or parent, "." or ".."
14938             ()
14939 @end group
14940 @group
14941           ;; else descend into the directory and repeat the process
14942           (setq el-files-list
14943                 (append
14944                  (files-in-below-directory
14945                   (car (car current-directory-list)))
14946                  el-files-list)))))
14947       ;; move to the next filename in the list; this also
14948       ;; shortens the list so the while loop eventually comes to an end
14949       (setq current-directory-list (cdr current-directory-list)))
14950     ;; return the filenames
14951     el-files-list))
14952 @end group
14953 @end smallexample
14955 @c (files-in-below-directory "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/")
14957 The @code{files-in-below-directory} @code{directory-files} function
14958 takes one argument, the name of a directory.
14960 @need 1250
14961 Thus, on my system,
14963 @c !!! 21.0.100 lisp sources location here
14964 @smallexample
14965 @group
14966 (length
14967  (files-in-below-directory "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/"))
14968 @end group
14969 @end smallexample
14971 @noindent
14972 tells me that my version 21.0.100 Lisp sources directory contains 754
14973 @samp{.el} files.
14975 @code{files-in-below-directory} returns a list in reverse alphabetical
14976 order.  An expression to sort the list in alphabetical order looks
14977 like this:
14979 @smallexample
14980 @group
14981 (sort
14982  (files-in-below-directory "/usr/local/share/emacs/21.0.100/lisp/")
14983  'string-lessp)
14984 @end group
14985 @end smallexample
14987 @ignore
14988 (defun test ()
14989   "Test how long it takes to find lengths of all elisp defuns."
14990   (insert "\n" (current-time-string) "\n")
14991   (sit-for 0)
14992   (sort
14993    (recursive-lengths-list-many-files
14994     '("../lisp/macros.el"
14995       "../lisp/mailalias.el"
14996       "../lisp/makesum.el"))
14997    '<)
14998   (insert (format "%s" (current-time-string))))
15000 @end ignore
15002 @node Counting function definitions,  , Files List, Prepare the data
15003 @subsection Counting function definitions
15005 Our immediate goal is to generate a list that tells us how many
15006 function definitions contain fewer than 10 words and symbols, how many
15007 contain between 10 and 19 words and symbols, how many contain between
15008 20 and 29 words and symbols, and so on.
15010 With a sorted list of numbers, this is easy: count how many elements
15011 of the list are smaller than 10, then, after moving past the numbers
15012 just counted, count how many are smaller than 20, then, after moving
15013 past the numbers just counted, count how many are smaller than 30, and
15014 so on.  Each of the numbers, 10, 20, 30, 40, and the like, is one
15015 larger than the top of that range.  We can call the list of such
15016 numbers the @code{top-of-ranges} list.
15018 @need 1200
15019 If we wished, we could generate this list automatically, but it is
15020 simpler to write a list manually.  Here it is:
15021 @vindex top-of-ranges
15023 @smallexample
15024 @group
15025 (defvar top-of-ranges
15026  '(10  20  30  40  50
15027    60  70  80  90 100
15028   110 120 130 140 150
15029   160 170 180 190 200
15030   210 220 230 240 250
15031   260 270 280 290 300)
15032  "List specifying ranges for `defuns-per-range'.")
15033 @end group
15034 @end smallexample
15036 To change the ranges, we edit this list.
15038 Next, we need to write the function that creates the list of the
15039 number of definitions within each range.  Clearly, this function must
15040 take the @code{sorted-lengths} and the @code{top-of-ranges} lists
15041 as arguments.
15043 The @code{defuns-per-range} function must do two things again and
15044 again: it must count the number of definitions within a range
15045 specified by the current top-of-range value; and it must shift to the
15046 next higher value in the @code{top-of-ranges} list after counting the
15047 number of definitions in the current range.  Since each of these
15048 actions is repetitive, we can use @code{while} loops for the job.
15049 One loop counts the number of definitions in the range defined by the
15050 current top-of-range value, and the other loop selects each of the
15051 top-of-range values in turn.
15053 Several entries of the @code{sorted-lengths} list are counted for each
15054 range; this means that the loop for the @code{sorted-lengths} list
15055 will be inside the loop for the @code{top-of-ranges} list, like a
15056 small gear inside a big gear.
15058 The inner loop counts the number of definitions within the range.  It
15059 is a simple counting loop of the type we have seen before.
15060 (@xref{Incrementing Loop, , A loop with an incrementing counter}.)
15061 The true-or-false test of the loop tests whether the value from the
15062 @code{sorted-lengths} list is smaller than the current value of the
15063 top of the range.  If it is, the function increments the counter and
15064 tests the next value from the @code{sorted-lengths} list.
15066 @need 1250
15067 The inner loop looks like this:
15069 @smallexample
15070 @group
15071 (while @var{length-element-smaller-than-top-of-range}
15072   (setq number-within-range (1+ number-within-range))
15073   (setq sorted-lengths (cdr sorted-lengths)))
15074 @end group
15075 @end smallexample
15077 The outer loop must start with the lowest value of the
15078 @code{top-of-ranges} list, and then be set to each of the succeeding
15079 higher values in turn.  This can be done with a loop like this:
15081 @smallexample
15082 @group
15083 (while top-of-ranges
15084   @var{body-of-loop}@dots{}
15085   (setq top-of-ranges (cdr top-of-ranges)))
15086 @end group
15087 @end smallexample
15089 @need 1200
15090 Put together, the two loops look like this:
15092 @smallexample
15093 @group
15094 (while top-of-ranges
15096   ;; @r{Count the number of elements within the current range.}
15097   (while @var{length-element-smaller-than-top-of-range}
15098     (setq number-within-range (1+ number-within-range))
15099     (setq sorted-lengths (cdr sorted-lengths)))
15101   ;; @r{Move to next range.}
15102   (setq top-of-ranges (cdr top-of-ranges)))
15103 @end group
15104 @end smallexample
15106 In addition, in each circuit of the outer loop, Emacs should record
15107 the number of definitions within that range (the value of
15108 @code{number-within-range}) in a list.  We can use @code{cons} for
15109 this purpose.  (@xref{cons, , @code{cons}}.)
15111 The @code{cons} function works fine, except that the list it
15112 constructs will contain the number of definitions for the highest
15113 range at its beginning and the number of definitions for the lowest
15114 range at its end.  This is because @code{cons} attaches new elements
15115 of the list to the beginning of the list, and since the two loops are
15116 working their way through the lengths' list from the lower end first,
15117 the @code{defuns-per-range-list} will end up largest number first.
15118 But we will want to print our graph with smallest values first and the
15119 larger later.  The solution is to reverse the order of the
15120 @code{defuns-per-range-list}.  We can do this using the
15121 @code{nreverse} function, which reverses the order of a list.
15122 @findex nreverse
15124 @need 800
15125 For example,
15127 @smallexample
15128 (nreverse '(1 2 3 4))
15129 @end smallexample
15131 @need 800
15132 @noindent
15133 produces:
15135 @smallexample
15136 (4 3 2 1)
15137 @end smallexample
15139 Note that the @code{nreverse} function is ``destructive''---that is,
15140 it changes the list to which it is applied; this contrasts with the
15141 @code{car} and @code{cdr} functions, which are non-destructive.  In
15142 this case, we do not want the original @code{defuns-per-range-list},
15143 so it does not matter that it is destroyed.  (The @code{reverse}
15144 function provides a reversed copy of a list, leaving the original list
15145 as is.)
15146 @findex reverse
15148 @need 1250
15149 Put all together, the @code{defuns-per-range} looks like this:
15151 @smallexample
15152 @group
15153 (defun defuns-per-range (sorted-lengths top-of-ranges)
15154   "SORTED-LENGTHS defuns in each TOP-OF-RANGES range."
15155   (let ((top-of-range (car top-of-ranges))
15156         (number-within-range 0)
15157         defuns-per-range-list)
15158 @end group
15160 @group
15161     ;; @r{Outer loop.}
15162     (while top-of-ranges
15163 @end group
15165 @group
15166       ;; @r{Inner loop.}
15167       (while (and
15168               ;; @r{Need number for numeric test.}
15169               (car sorted-lengths)
15170               (< (car sorted-lengths) top-of-range))
15171 @end group
15173 @group
15174         ;; @r{Count number of definitions within current range.}
15175         (setq number-within-range (1+ number-within-range))
15176         (setq sorted-lengths (cdr sorted-lengths)))
15178       ;; @r{Exit inner loop but remain within outer loop.}
15179 @end group
15181 @group
15182       (setq defuns-per-range-list
15183             (cons number-within-range defuns-per-range-list))
15184       (setq number-within-range 0)      ; @r{Reset count to zero.}
15185 @end group
15187 @group
15188       ;; @r{Move to next range.}
15189       (setq top-of-ranges (cdr top-of-ranges))
15190       ;; @r{Specify next top of range value.}
15191       (setq top-of-range (car top-of-ranges)))
15192 @end group
15194 @group
15195     ;; @r{Exit outer loop and count the number of defuns larger than}
15196     ;; @r{  the largest top-of-range value.}
15197     (setq defuns-per-range-list
15198           (cons
15199            (length sorted-lengths)
15200            defuns-per-range-list))
15201 @end group
15203 @group
15204     ;; @r{Return a list of the number of definitions within each range,}
15205     ;; @r{  smallest to largest.}
15206     (nreverse defuns-per-range-list)))
15207 @end group
15208 @end smallexample
15210 @need 1200
15211 @noindent
15212 The function is straightforward except for one subtle feature.  The
15213 true-or-false test of the inner loop looks like this:
15215 @smallexample
15216 @group
15217 (and (car sorted-lengths)
15218      (< (car sorted-lengths) top-of-range))
15219 @end group
15220 @end smallexample
15222 @need 800
15223 @noindent
15224 instead of like this:
15226 @smallexample
15227 (< (car sorted-lengths) top-of-range)
15228 @end smallexample
15230 The purpose of the test is to determine whether the first item in the
15231 @code{sorted-lengths} list is less than the value of the top of the
15232 range.
15234 The simple version of the test works fine unless the
15235 @code{sorted-lengths} list has a @code{nil} value.  In that case, the
15236 @code{(car sorted-lengths)} expression function returns
15237 @code{nil}.  The @code{<} function cannot compare a number to
15238 @code{nil}, which is an empty list, so Emacs signals an error and
15239 stops the function from attempting to continue to execute.
15241 The @code{sorted-lengths} list always becomes @code{nil} when the
15242 counter reaches the end of the list.  This means that any attempt to
15243 use the @code{defuns-per-range} function with the simple version of
15244 the test will fail.
15246 We solve the problem by using the @code{(car sorted-lengths)}
15247 expression in conjunction with the @code{and} expression.  The
15248 @code{(car sorted-lengths)} expression returns a non-@code{nil}
15249 value so long as the list has at least one number within it, but
15250 returns @code{nil} if the list is empty.  The @code{and} expression
15251 first evaluates the @code{(car sorted-lengths)} expression, and
15252 if it is @code{nil}, returns false @emph{without} evaluating the
15253 @code{<} expression.  But if the @code{(car sorted-lengths)}
15254 expression returns a non-@code{nil} value, the @code{and} expression
15255 evaluates the @code{<} expression, and returns that value as the value
15256 of the @code{and} expression.
15258 @c colon in printed section title causes problem in Info cross reference
15259 This way, we avoid an error.
15260 @iftex
15261 @xref{forward-paragraph, , @code{forward-paragraph}: a Goldmine of
15262 Functions}, for more information about @code{and}.
15263 @end iftex
15264 @ifinfo
15265 @xref{forward-paragraph}, for more information about @code{and}.
15266 @end ifinfo
15268 Here is a short test of the @code{defuns-per-range} function.  First,
15269 evaluate the expression that binds (a shortened)
15270 @code{top-of-ranges} list to the list of values, then evaluate the
15271 expression for binding the @code{sorted-lengths} list, and then
15272 evaluate the @code{defuns-per-range} function.
15274 @smallexample
15275 @group
15276 ;; @r{(Shorter list than we will use later.)}
15277 (setq top-of-ranges
15278  '(110 120 130 140 150
15279    160 170 180 190 200))
15281 (setq sorted-lengths
15282       '(85 86 110 116 122 129 154 176 179 200 265 300 300))
15284 (defuns-per-range sorted-lengths top-of-ranges)
15285 @end group
15286 @end smallexample
15288 @need 800
15289 @noindent
15290 The list returned looks like this:
15292 @smallexample
15293 (2 2 2 0 0 1 0 2 0 0 4)
15294 @end smallexample
15296 @noindent
15297 Indeed, there are two elements of the @code{sorted-lengths} list
15298 smaller than 110, two elements between 110 and 119, two elements
15299 between 120 and 129, and so on.  There are four elements with a value
15300 of 200 or larger.
15302 @c The next step is to turn this numbers' list into a graph.
15304 @node Readying a Graph, Emacs Initialization, Words in a defun, Top
15305 @chapter Readying a Graph
15306 @cindex Readying a graph
15307 @cindex Graph prototype
15308 @cindex Prototype graph
15309 @cindex Body of graph
15311 Our goal is to construct a graph showing the numbers of function
15312 definitions of various lengths in the Emacs lisp sources.
15314 As a practical matter, if you were creating a graph, you would
15315 probably use a program such as @code{gnuplot} to do the job.
15316 (@code{gnuplot} is nicely integrated into GNU Emacs.)  In this case,
15317 however, we create one from scratch, and in the process we will
15318 re-acquaint ourselves with some of what we learned before and learn
15319 more.
15321 In this chapter, we will first write a simple graph printing function.
15322 This first definition will be a @dfn{prototype}, a rapidly written
15323 function that enables us to reconnoiter this unknown graph-making
15324 territory.  We will discover dragons, or find that they are myth.
15325 After scouting the terrain, we will feel more confident and enhance
15326 the function to label the axes automatically.
15328 @menu
15329 * Columns of a graph::
15330 * graph-body-print::            How to print the body of a graph.
15331 * recursive-graph-body-print::
15332 * Printed Axes::
15333 * Line Graph Exercise::
15334 @end menu
15336 @node Columns of a graph, graph-body-print, Readying a Graph, Readying a Graph
15337 @ifnottex
15338 @unnumberedsec Printing the Columns of a Graph
15339 @end ifnottex
15341 Since Emacs is designed to be flexible and work with all kinds of
15342 terminals, including character-only terminals, the graph will need to
15343 be made from one of the `typewriter' symbols.  An asterisk will do; as
15344 we enhance the graph-printing function, we can make the choice of
15345 symbol a user option.
15347 We can call this function @code{graph-body-print}; it will take a
15348 @code{numbers-list} as its only argument.  At this stage, we will not
15349 label the graph, but only print its body.
15351 The @code{graph-body-print} function inserts a vertical column of
15352 asterisks for each element in the @code{numbers-list}.  The height of
15353 each line is determined by the value of that element of the
15354 @code{numbers-list}.
15356 Inserting columns is a repetitive act; that means that this function can
15357 be written either with a @code{while} loop or recursively.
15359 Our first challenge is to discover how to print a column of asterisks.
15360 Usually, in Emacs, we print characters onto a screen horizontally,
15361 line by line, by typing.  We have two routes we can follow: write our
15362 own column-insertion function or discover whether one exists in Emacs.
15364 To see whether there is one in Emacs, we can use the @kbd{M-x apropos}
15365 command.  This command is like the @kbd{C-h a} (command-apropos)
15366 command, except that the latter finds only those functions that are
15367 commands.  The @kbd{M-x apropos} command lists all symbols that match
15368 a regular expression, including functions that are not interactive.
15369 @findex apropos
15371 What we want to look for is some command that prints or inserts
15372 columns.  Very likely, the name of the function will contain either
15373 the word `print' or the word `insert' or the word `column'.
15374 Therefore, we can simply type @kbd{M-x apropos RET
15375 print\|insert\|column RET} and look at the result.  On my system, this
15376 command takes quite some time, and then produces a list of 79
15377 functions and variables.  Scanning down the list, the only function
15378 that looks as if it might do the job is @code{insert-rectangle}.
15380 @need 1200
15381 Indeed, this is the function we want; its documentation says:
15383 @smallexample
15384 @group
15385 insert-rectangle:
15386 Insert text of RECTANGLE with upper left corner at point.
15387 RECTANGLE's first line is inserted at point,
15388 its second line is inserted at a point vertically under point, etc.
15389 RECTANGLE should be a list of strings.
15390 @end group
15391 @end smallexample
15393 We can run a quick test, to make sure it does what we expect of it.
15395 Here is the result of placing the cursor after the
15396 @code{insert-rectangle} expression and typing @kbd{C-u C-x C-e}
15397 (@code{eval-last-sexp}).  The function inserts the strings
15398 @samp{"first"}, @samp{"second"}, and @samp{"third"} at and below
15399 point.  Also the function returns @code{nil}.
15401 @smallexample
15402 @group
15403 (insert-rectangle '("first" "second" "third"))first
15404                                               second
15405                                               third
15407 @end group
15408 @end smallexample
15410 @noindent
15411 Of course, we won't be inserting the text of the
15412 @code{insert-rectangle} expression itself into the buffer in which we
15413 are making the graph, but will call the function from our program.  We
15414 shall, however, have to make sure that point is in the buffer at the
15415 place where the @code{insert-rectangle} function will insert its
15416 column of strings.
15418 If you are reading this in Info, you can see how this works by
15419 switching to another buffer, such as the @file{*scratch*} buffer,
15420 placing point somewhere in the buffer, typing @kbd{M-:},
15421 typing the @code{insert-rectangle} expression into the minibuffer at
15422 the prompt, and then typing @key{RET}.  This causes Emacs to evaluate
15423 the expression in the minibuffer, but to use as the value of point the
15424 position of point in the @file{*scratch*} buffer.  (@kbd{M-:}
15425 is the keybinding for @code{eval-expression}.)
15427 We find when we do this that point ends up at the end of the last
15428 inserted line---that is to say, this function moves point as a
15429 side-effect.  If we were to repeat the command, with point at this
15430 position, the next insertion would be below and to the right of the
15431 previous insertion.  We don't want this!  If we are going to make a
15432 bar graph, the columns need to be beside each other.
15434 So we discover that each cycle of the column-inserting @code{while}
15435 loop must reposition point to the place we want it, and that place
15436 will be at the top, not the bottom, of the column.  Moreover, we
15437 remember that when we print a graph, we do not expect all the columns
15438 to be the same height.  This means that the top of each column may be
15439 at a different height from the previous one.  We cannot simply
15440 reposition point to the same line each time, but moved over to the
15441 right---or perhaps we can@dots{}
15443 We are planning to make the columns of the bar graph out of asterisks.
15444 The number of asterisks in the column is the number specified by the
15445 current element of the @code{numbers-list}.  We need to construct a
15446 list of asterisks of the right length for each call to
15447 @code{insert-rectangle}.  If this list consists solely of the requisite
15448 number of asterisks, then we will have position point the right number
15449 of lines above the base for the graph to print correctly.  This could
15450 be difficult.
15452 Alternatively, if we can figure out some way to pass
15453 @code{insert-rectangle} a list of the same length each time, then we
15454 can place point on the same line each time, but move it over one
15455 column to the right for each new column.  If we do this, however, some
15456 of the entries in the list passed to @code{insert-rectangle} must be
15457 blanks rather than asterisks.  For example, if the maximum height of
15458 the graph is 5, but the height of the column is 3, then
15459 @code{insert-rectangle} requires an argument that looks like this:
15461 @smallexample
15462 (" " " " "*" "*" "*")
15463 @end smallexample
15465 This last proposal is not so difficult, so long as we can determine
15466 the column height.  There are two ways for us to specify the column
15467 height: we can arbitrarily state what it will be, which would work
15468 fine for graphs of that height; or we can search through the list of
15469 numbers and use the maximum height of the list as the maximum height
15470 of the graph.  If the latter operation were difficult, then the former
15471 procedure would be easiest, but there is a function built into Emacs
15472 that determines the maximum of its arguments.  We can use that
15473 function.  The function is called @code{max} and it returns the
15474 largest of all its arguments, which must be numbers.  Thus, for
15475 example,
15477 @smallexample
15478 (max  3 4 6 5 7 3)
15479 @end smallexample
15481 @noindent
15482 returns 7.  (A corresponding function called @code{min} returns the
15483 smallest of all its arguments.)
15484 @findex max
15485 @findex min
15487 However, we cannot simply call @code{max} on the @code{numbers-list};
15488 the @code{max} function expects numbers as its argument, not a list of
15489 numbers.  Thus, the following expression,
15491 @smallexample
15492 (max  '(3 4 6 5 7 3))
15493 @end smallexample
15495 @need 800
15496 @noindent
15497 produces the following error message;
15499 @smallexample
15500 Wrong type of argument:  number-or-marker-p, (3 4 6 5 7 3)
15501 @end smallexample
15503 @findex apply
15504 We need a function that passes a list of arguments to a function.
15505 This function is @code{apply}.  This function `applies' its first
15506 argument (a function) to its remaining arguments, the last of which
15507 may be a list.
15509 @need 1250
15510 For example,
15512 @smallexample
15513 (apply 'max 3 4 7 3 '(4 8 5))
15514 @end smallexample
15516 @noindent
15517 returns 8.
15519 (Incidentally, I don't know how you would learn of this function
15520 without a book such as this.  It is possible to discover other
15521 functions, like @code{search-forward} or @code{insert-rectangle}, by
15522 guessing at a part of their names and then using @code{apropos}.  Even
15523 though its base in metaphor is clear---`apply' its first argument to
15524 the rest---I doubt a novice would come up with that particular word
15525 when using @code{apropos} or other aid.  Of course, I could be wrong;
15526 after all, the function was first named by someone who had to invent
15527 it.)
15529 The second and subsequent arguments to @code{apply} are optional, so
15530 we can use @code{apply} to call a function and pass the elements of a
15531 list to it, like this, which also returns 8:
15533 @smallexample
15534 (apply 'max '(4 8 5))
15535 @end smallexample
15537 This latter way is how we will use @code{apply}.  The
15538 @code{recursive-lengths-list-many-files} function returns a numbers'
15539 list to which we can apply @code{max} (we could also apply @code{max} to
15540 the sorted numbers' list; it does not matter whether the list is
15541 sorted or not.)
15543 @need 800
15544 Hence, the operation for finding the maximum height of the graph is this:
15546 @smallexample
15547 (setq max-graph-height (apply 'max numbers-list))
15548 @end smallexample
15550 Now we can return to the question of how to create a list of strings
15551 for a column of the graph.  Told the maximum height of the graph
15552 and the number of asterisks that should appear in the column, the
15553 function should return a list of strings for the
15554 @code{insert-rectangle} command to insert.
15556 Each column is made up of asterisks or blanks.  Since the function is
15557 passed the value of the height of the column and the number of
15558 asterisks in the column, the number of blanks can be found by
15559 subtracting the number of asterisks from the height of the column.
15560 Given the number of blanks and the number of asterisks, two
15561 @code{while} loops can be used to construct the list:
15563 @smallexample
15564 @group
15565 ;;; @r{First version.}
15566 (defun column-of-graph (max-graph-height actual-height)
15567   "Return list of strings that is one column of a graph."
15568   (let ((insert-list nil)
15569         (number-of-top-blanks
15570          (- max-graph-height actual-height)))
15571 @end group
15573 @group
15574     ;; @r{Fill in asterisks.}
15575     (while (> actual-height 0)
15576       (setq insert-list (cons "*" insert-list))
15577       (setq actual-height (1- actual-height)))
15578 @end group
15580 @group
15581     ;; @r{Fill in blanks.}
15582     (while (> number-of-top-blanks 0)
15583       (setq insert-list (cons " " insert-list))
15584       (setq number-of-top-blanks
15585             (1- number-of-top-blanks)))
15586 @end group
15588 @group
15589     ;; @r{Return whole list.}
15590     insert-list))
15591 @end group
15592 @end smallexample
15594 If you install this function and then evaluate the following
15595 expression you will see that it returns the list as desired:
15597 @smallexample
15598 (column-of-graph 5 3)
15599 @end smallexample
15601 @need 800
15602 @noindent
15603 returns
15605 @smallexample
15606 (" " " " "*" "*" "*")
15607 @end smallexample
15609 As written, @code{column-of-graph} contains a major flaw: the symbols
15610 used for the blank and for the marked entries in the column are
15611 `hard-coded' as a space and asterisk.  This is fine for a prototype,
15612 but you, or another user, may wish to use other symbols.  For example,
15613 in testing the graph function, you many want to use a period in place
15614 of the space, to make sure the point is being repositioned properly
15615 each time the @code{insert-rectangle} function is called; or you might
15616 want to substitute a @samp{+} sign or other symbol for the asterisk.
15617 You might even want to make a graph-column that is more than one
15618 display column wide.  The program should be more flexible.  The way to
15619 do that is to replace the blank and the asterisk with two variables
15620 that we can call @code{graph-blank} and @code{graph-symbol} and define
15621 those variables separately.
15623 Also, the documentation is not well written.  These considerations
15624 lead us to the second version of the function:
15626 @smallexample
15627 @group
15628 (defvar graph-symbol "*"
15629   "String used as symbol in graph, usually an asterisk.")
15630 @end group
15632 @group
15633 (defvar graph-blank " "
15634   "String used as blank in graph, usually a blank space.
15635 graph-blank must be the same number of columns wide
15636 as graph-symbol.")
15637 @end group
15638 @end smallexample
15640 @noindent
15641 (For an explanation of @code{defvar}, see
15642 @ref{defvar, , Initializing a Variable with @code{defvar}}.)
15644 @smallexample
15645 @group
15646 ;;; @r{Second version.}
15647 (defun column-of-graph (max-graph-height actual-height)
15648   "Return MAX-GRAPH-HEIGHT strings; ACTUAL-HEIGHT are graph-symbols.
15650 @end group
15651 @group
15652 The graph-symbols are contiguous entries at the end
15653 of the list.
15654 The list will be inserted as one column of a graph.
15655 The strings are either graph-blank or graph-symbol."
15656 @end group
15658 @group
15659   (let ((insert-list nil)
15660         (number-of-top-blanks
15661          (- max-graph-height actual-height)))
15662 @end group
15664 @group
15665     ;; @r{Fill in @code{graph-symbols}.}
15666     (while (> actual-height 0)
15667       (setq insert-list (cons graph-symbol insert-list))
15668       (setq actual-height (1- actual-height)))
15669 @end group
15671 @group
15672     ;; @r{Fill in @code{graph-blanks}.}
15673     (while (> number-of-top-blanks 0)
15674       (setq insert-list (cons graph-blank insert-list))
15675       (setq number-of-top-blanks
15676             (1- number-of-top-blanks)))
15678     ;; @r{Return whole list.}
15679     insert-list))
15680 @end group
15681 @end smallexample
15683 If we wished, we could rewrite @code{column-of-graph} a third time to
15684 provide optionally for a line graph as well as for a bar graph.  This
15685 would not be hard to do.  One way to think of a line graph is that it
15686 is no more than a bar graph in which the part of each bar that is
15687 below the top is blank.  To construct a column for a line graph, the
15688 function first constructs a list of blanks that is one shorter than
15689 the value, then it uses @code{cons} to attach a graph symbol to the
15690 list; then it uses @code{cons} again to attach the `top blanks' to
15691 the list.
15693 It is easy to see how to write such a function, but since we don't
15694 need it, we will not do it.  But the job could be done, and if it were
15695 done, it would be done with @code{column-of-graph}.  Even more
15696 important, it is worth noting that few changes would have to be made
15697 anywhere else.  The enhancement, if we ever wish to make it, is
15698 simple.
15700 Now, finally, we come to our first actual graph printing function.
15701 This prints the body of a graph, not the labels for the vertical and
15702 horizontal axes, so we can call this @code{graph-body-print}.
15704 @node graph-body-print, recursive-graph-body-print, Columns of a graph, Readying a Graph
15705 @section The @code{graph-body-print} Function
15706 @findex graph-body-print
15708 After our preparation in the preceding section, the
15709 @code{graph-body-print} function is straightforward.  The function
15710 will print column after column of asterisks and blanks, using the
15711 elements of a numbers' list to specify the number of asterisks in each
15712 column.  This is a repetitive act, which means we can use a
15713 decrementing @code{while} loop or recursive function for the job.  In
15714 this section, we will write the definition using a @code{while} loop.
15716 The @code{column-of-graph} function requires the height of the graph
15717 as an argument, so we should determine and record that as a local variable.
15719 This leads us to the following template for the @code{while} loop
15720 version of this function:
15722 @smallexample
15723 @group
15724 (defun graph-body-print (numbers-list)
15725   "@var{documentation}@dots{}"
15726   (let ((height  @dots{}
15727          @dots{}))
15728 @end group
15730 @group
15731     (while numbers-list
15732       @var{insert-columns-and-reposition-point}
15733       (setq numbers-list (cdr numbers-list)))))
15734 @end group
15735 @end smallexample
15737 @noindent
15738 We need to fill in the slots of the template.
15740 Clearly, we can use the @code{(apply 'max numbers-list)} expression to
15741 determine the height of the graph.
15743 The @code{while} loop will cycle through the @code{numbers-list} one
15744 element at a time.  As it is shortened by the @code{(setq numbers-list
15745 (cdr numbers-list))} expression, the @sc{car} of each instance of the
15746 list is the value of the argument for @code{column-of-graph}.
15748 At each cycle of the @code{while} loop, the @code{insert-rectangle}
15749 function inserts the list returned by @code{column-of-graph}.  Since
15750 the @code{insert-rectangle} function moves point to the lower right of
15751 the inserted rectangle, we need to save the location of point at the
15752 time the rectangle is inserted, move back to that position after the
15753 rectangle is inserted, and then move horizontally to the next place
15754 from which @code{insert-rectangle} is called.
15756 If the inserted columns are one character wide, as they will be if
15757 single blanks and asterisks are used, the repositioning command is
15758 simply @code{(forward-char 1)}; however, the width of a column may be
15759 greater than one.  This means that the repositioning command should be
15760 written @code{(forward-char symbol-width)}.  The @code{symbol-width}
15761 itself is the length of a @code{graph-blank} and can be found using
15762 the expression @code{(length graph-blank)}.  The best place to bind
15763 the @code{symbol-width} variable to the value of the width of graph
15764 column is in the varlist of the @code{let} expression.
15766 @need 1250
15767 These considerations lead to the following function definition:
15769 @smallexample
15770 @group
15771 (defun graph-body-print (numbers-list)
15772   "Print a bar graph of the NUMBERS-LIST.
15773 The numbers-list consists of the Y-axis values."
15775   (let ((height (apply 'max numbers-list))
15776         (symbol-width (length graph-blank))
15777         from-position)
15778 @end group
15780 @group
15781     (while numbers-list
15782       (setq from-position (point))
15783       (insert-rectangle
15784        (column-of-graph height (car numbers-list)))
15785       (goto-char from-position)
15786       (forward-char symbol-width)
15787 @end group
15788 @group
15789       ;; @r{Draw graph column by column.}
15790       (sit-for 0)
15791       (setq numbers-list (cdr numbers-list)))
15792 @end group
15793 @group
15794     ;; @r{Place point for X axis labels.}
15795     (forward-line height)
15796     (insert "\n")
15798 @end group
15799 @end smallexample
15801 @noindent
15802 The one unexpected expression in this function is the
15803 @w{@code{(sit-for 0)}} expression in the @code{while} loop.  This
15804 expression makes the graph printing operation more interesting to
15805 watch than it would be otherwise.  The expression causes Emacs to
15806 `sit' or do nothing for a zero length of time and then redraw the
15807 screen.  Placed here, it causes Emacs to redraw the screen column by
15808 column.  Without it, Emacs would not redraw the screen until the
15809 function exits.
15811 We can test @code{graph-body-print} with a short list of numbers.
15813 @enumerate
15814 @item
15815 Install @code{graph-symbol}, @code{graph-blank},
15816 @code{column-of-graph}, which are in
15817 @iftex
15818 @ref{Readying a Graph, , Readying a Graph},
15819 @end iftex
15820 @ifinfo
15821 @ref{Columns of a graph},
15822 @end ifinfo
15823 and @code{graph-body-print}.
15825 @need 800
15826 @item
15827 Copy the following expression:
15829 @smallexample
15830 (graph-body-print '(1 2 3 4 6 4 3 5 7 6 5 2 3))
15831 @end smallexample
15833 @item
15834 Switch to the @file{*scratch*} buffer and place the cursor where you
15835 want the graph to start.
15837 @item
15838 Type @kbd{M-:} (@code{eval-expression}).
15840 @item
15841 Yank the @code{graph-body-print} expression into the minibuffer
15842 with @kbd{C-y} (@code{yank)}.
15844 @item
15845 Press @key{RET} to evaluate the @code{graph-body-print} expression.
15846 @end enumerate
15848 @need 800
15849 Emacs will print a graph like this:
15851 @smallexample
15852 @group
15853                     *
15854                 *   **
15855                 *  ****
15856                *** ****
15857               ********* *
15858              ************
15859             *************
15860 @end group
15861 @end smallexample
15863 @node recursive-graph-body-print, Printed Axes, graph-body-print, Readying a Graph
15864 @section The @code{recursive-graph-body-print} Function
15865 @findex recursive-graph-body-print
15867 The @code{graph-body-print} function may also be written recursively.
15868 The recursive solution is divided into two parts: an outside `wrapper'
15869 that uses a @code{let} expression to determine the values of several
15870 variables that need only be found once, such as the maximum height of
15871 the graph, and an inside function that is called recursively to print
15872 the graph.
15874 @need 1250
15875 The `wrapper' is uncomplicated:
15877 @smallexample
15878 @group
15879 (defun recursive-graph-body-print (numbers-list)
15880   "Print a bar graph of the NUMBERS-LIST.
15881 The numbers-list consists of the Y-axis values."
15882   (let ((height (apply 'max numbers-list))
15883         (symbol-width (length graph-blank))
15884         from-position)
15885     (recursive-graph-body-print-internal
15886      numbers-list
15887      height
15888      symbol-width)))
15889 @end group
15890 @end smallexample
15892 The recursive function is a little more difficult.  It has four parts:
15893 the `do-again-test', the printing code, the recursive call, and the
15894 `next-step-expression'.  The `do-again-test' is an @code{if}
15895 expression that determines whether the @code{numbers-list} contains
15896 any remaining elements; if it does, the function prints one column of
15897 the graph using the printing code and calls itself again.  The
15898 function calls itself again according to the value produced by the
15899 `next-step-expression' which causes the call to act on a shorter
15900 version of the @code{numbers-list}.
15902 @smallexample
15903 @group
15904 (defun recursive-graph-body-print-internal
15905   (numbers-list height symbol-width)
15906   "Print a bar graph.
15907 Used within recursive-graph-body-print function."
15908 @end group
15910 @group
15911   (if numbers-list
15912       (progn
15913         (setq from-position (point))
15914         (insert-rectangle
15915          (column-of-graph height (car numbers-list)))
15916 @end group
15917 @group
15918         (goto-char from-position)
15919         (forward-char symbol-width)
15920         (sit-for 0)     ; @r{Draw graph column by column.}
15921         (recursive-graph-body-print-internal
15922          (cdr numbers-list) height symbol-width))))
15923 @end group
15924 @end smallexample
15926 @need 1250
15927 After installation, this expression can be tested; here is a sample:
15929 @smallexample
15930 (recursive-graph-body-print '(3 2 5 6 7 5 3 4 6 4 3 2 1))
15931 @end smallexample
15933 @need 800
15934 Here is what @code{recursive-graph-body-print} produces:
15936 @smallexample
15937 @group
15938                 *
15939                **   *
15940               ****  *
15941               **** ***
15942             * *********
15943             ************
15944             *************
15945 @end group
15946 @end smallexample
15948 Either of these two functions, @code{graph-body-print} or
15949 @code{recursive-graph-body-print}, create the body of a graph.
15951 @node Printed Axes, Line Graph Exercise, recursive-graph-body-print, Readying a Graph
15952 @section Need for Printed Axes
15954 A graph needs printed axes, so you can orient yourself.  For a do-once
15955 project, it may be reasonable to draw the axes by hand using Emacs'
15956 Picture mode; but a graph drawing function may be used more than once.
15958 For this reason, I have written enhancements to the basic
15959 @code{print-graph-body} function that automatically print labels for
15960 the horizontal and vertical axes.  Since the label printing functions
15961 do not contain much new material, I have placed their description in
15962 an appendix.  @xref{Full Graph, , A Graph with Labelled Axes}.
15964 @node Line Graph Exercise,  , Printed Axes, Readying a Graph
15965 @section Exercise
15967 Write a line graph version of the graph printing functions.
15969 @node Emacs Initialization, Debugging, Readying a Graph, Top
15970 @chapter Your @file{.emacs} File
15971 @cindex @file{.emacs} file
15972 @cindex Customizing your @file{.emacs} file
15973 @cindex Initialization file
15975 ``You don't have to like Emacs to like it'' -- this seemingly
15976 paradoxical statement is the secret of GNU Emacs.  The plain, `out of
15977 the box' Emacs is a generic tool.  Most people who use it, customize
15978 it to suit themselves.
15980 GNU Emacs is mostly written in Emacs Lisp; this means that by writing
15981 expressions in Emacs Lisp you can change or extend Emacs.
15983 @menu
15984 * Default Configuration::
15985 * Site-wide Init::              You can write site-wide init files.
15986 * defcustom::                   Emacs will write code for you.
15987 * Beginning a .emacs File::     How to write a @code{.emacs file}.
15988 * Text and Auto-fill::          Automatically wrap lines.
15989 * Mail Aliases::                Use abbreviations for email addresses.
15990 * Indent Tabs Mode::            Don't use tabs with @TeX{}
15991 * Keybindings::                 Create some personal keybindings.
15992 * Keymaps::                     More about key binding.
15993 * Loading Files::               Load (i.e., evaluate) files automatically.
15994 * Autoload::                    Make functions available.
15995 * Simple Extension::            Define a function; bind it to a key.
15996 * X11 Colors::                  Colors in version 19 in X.
15997 * Miscellaneous::
15998 * Mode Line::                   How to customize your mode line.
15999 @end menu
16001 @node Default Configuration, Site-wide Init, Emacs Initialization, Emacs Initialization
16002 @ifnottex
16003 @unnumberedsec Emacs' Default Configuration
16004 @end ifnottex
16006 There are those who appreciate Emacs' default configuration.  After
16007 all, Emacs starts you in C mode when you edit a C file, starts you in
16008 Fortran mode when you edit a Fortran file, and starts you in
16009 Fundamental mode when you edit an unadorned file.  This all makes
16010 sense, if you do not know who is going to use Emacs.  Who knows what a
16011 person hopes to do with an unadorned file?  Fundamental mode is the
16012 right default for such a file, just as C mode is the right default for
16013 editing C code.  But when you do know who is going to use Emacs---you,
16014 yourself---then it makes sense to customize Emacs.
16016 For example, I seldom want Fundamental mode when I edit an
16017 otherwise undistinguished file; I want Text mode.  This is why I
16018 customize Emacs: so it suits me.
16020 You can customize and extend Emacs by writing or adapting a
16021 @file{~/.emacs} file.  This is your personal initialization file; its
16022 contents, written in Emacs Lisp, tell Emacs what to do.@footnote{You
16023 may also add @file{.el} to @file{~/.emacs} and call it a
16024 @file{~/.emacs.el} file.  In the past, you were forbidden to type the
16025 extra keystrokes that the name @file{~/.emacs.el} requires, but now
16026 you may.  The new format is consistent with the Emacs Lisp file
16027 naming conventions; the old format saves typing.}
16029 A @file{~/.emacs} file contains Emacs Lisp code.  You can write this
16030 code yourself; or you can use Emacs' @code{customize} feature to write
16031 the code for you.  You can combine your own expressions and
16032 auto-written Customize expressions in your @file{.emacs} file.
16034 (I myself prefer to write my own expressions, except for those,
16035 particularly fonts, that I find easier to manipulate using the
16036 @code{customize} command.  I combine the two methods.)
16038 Most of this chapter is about writing expressions yourself.  It
16039 describes a simple @file{.emacs} file; for more information, see
16040 @ref{Init File, , The Init File, emacs, The GNU Emacs Manual}, and
16041 @ref{Init File, , The Init File, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
16042 Manual}.
16044 @node Site-wide Init, defcustom, Default Configuration, Emacs Initialization
16045 @section Site-wide Initialization Files
16047 @cindex @file{default.el} init file
16048 @cindex @file{site-init.el} init file
16049 @cindex @file{site-load.el} init file
16050 In addition to your personal initialization file, Emacs automatically
16051 loads various site-wide initialization files, if they exist.  These
16052 have the same form as your @file{.emacs} file, but are loaded by
16053 everyone.
16055 Two site-wide initialization files, @file{site-load.el} and
16056 @file{site-init.el}, are loaded into Emacs and then `dumped' if a
16057 `dumped' version of Emacs is created, as is most common.  (Dumped
16058 copies of Emacs load more quickly.  However, once a file is loaded and
16059 dumped, a change to it does not lead to a change in Emacs unless you
16060 load it yourself or re-dump Emacs.  @xref{Building Emacs, , Building
16061 Emacs, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and the
16062 @file{INSTALL} file.)
16064 Three other site-wide initialization files are loaded automatically
16065 each time you start Emacs, if they exist.  These are
16066 @file{site-start.el}, which is loaded @emph{before} your @file{.emacs}
16067 file, and @file{default.el}, and the terminal type file, which are both
16068 loaded @emph{after} your @file{.emacs} file.
16070 Settings and definitions in your @file{.emacs} file will overwrite
16071 conflicting settings and definitions in a @file{site-start.el} file,
16072 if it exists; but the settings and definitions in a @file{default.el}
16073 or terminal type file will overwrite those in your @file{.emacs} file.
16074 (You can prevent interference from a terminal type file by setting
16075 @code{term-file-prefix} to @code{nil}.  @xref{Simple Extension, , A
16076 Simple Extension}.)
16078 @c Rewritten to avoid overfull hbox.
16079 The @file{INSTALL} file that comes in the distribution contains
16080 descriptions of the @file{site-init.el} and @file{site-load.el} files.
16082 The @file{loadup.el}, @file{startup.el}, and @file{loaddefs.el} files
16083 control loading.  These files are in the @file{lisp} directory of the
16084 Emacs distribution and are worth perusing.
16086 The @file{loaddefs.el} file contains a good many suggestions as to
16087 what to put into your own @file{.emacs} file, or into a site-wide
16088 initialization file.
16090 @node defcustom, Beginning a .emacs File, Site-wide Init, Emacs Initialization
16091 @section Specifying Variables using @code{defcustom}
16092 @findex defcustom
16094 You can specify variables using @code{defcustom} so that you and
16095 others can then use Emacs' @code{customize} feature to set their
16096 values.  (You cannot use @code{customize} to write function
16097 definitions; but you can write @code{defuns} in your @file{.emacs}
16098 file.  Indeed, you can write any Lisp expression in your @file{.emacs}
16099 file.)
16101 The @code{customize} feature depends on the @code{defcustom} special
16102 form.  Although you can use @code{defvar} or @code{setq} for variables
16103 that users set, the @code{defcustom} special form is designed for the
16104 job.
16106 You can use your knowledge of @code{defvar} for writing the
16107 first three arguments for @code{defcustom}.  The first argument to
16108 @code{defcustom} is the name of the variable.  The second argument is
16109 the variable's initial value, if any; and this value is set only if
16110 the value has not already been set.  The third argument is the
16111 documentation.
16113 The fourth and subsequent arguments to @code{defcustom} specify types
16114 and options; these are not featured in @code{defvar}.  (These
16115 arguments are optional.)
16117 Each of these arguments consists of a keyword followed by a value.
16118 Each keyword starts with the colon character @samp{:}.
16120 @need 1250
16121 For example, the customizable user option variable
16122 @code{text-mode-hook} looks like this:
16124 @smallexample
16125 @group
16126 (defcustom text-mode-hook nil
16127   "Normal hook run when entering Text mode and many related modes."
16128   :type 'hook
16129   :options '(turn-on-auto-fill flyspell-mode)
16130   :group 'data)
16131 @end group
16132 @end smallexample
16134 @noindent
16135 The name of the variable is @code{text-mode-hook}; it has no default
16136 value; and its documentation string tells you what it does.
16138 The @code{:type} keyword tells Emacs the kind of data to which
16139 @code{text-mode-hook} should be set and how to display the value in a
16140 Customization buffer.
16142 The @code{:options} keyword specifies a suggested list of values for
16143 the variable.  Currently, you can use @code{:options} only for a hook.
16144 The list is only a suggestion; it is not exclusive; a person who sets
16145 the variable may set it to other values; the list shown following the
16146 @code{:options} keyword is intended to offer convenient choices to a
16147 user.
16149 Finally, the @code{:group} keyword tells the Emacs Customization
16150 command in which group the variable is located.  This tells where to
16151 find it.
16153 For more information, see @ref{Customization, , Writing Customization
16154 Definitions, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
16156 Consider @code{text-mode-hook} as an example.
16158 There are two ways to customize this variable.  You can use the
16159 customization command or write the appropriate expressions yourself.
16161 @need 800
16162 Using the customization command,  you can type:
16164 @smallexample
16165 M-x customize
16166 @end smallexample
16168 @noindent
16169 and find that the group for editing files of data is called `data'.
16170 Enter that group.  Text Mode Hook is the first member.  You can click
16171 on its various options to set the values.  After you click on the
16172 button to
16174 @smallexample
16175 Save for Future Sessions
16176 @end smallexample
16178 @noindent
16179 Emacs will write an expression into your @file{.emacs} file.
16180 It will look like this:
16182 @smallexample
16183 @group
16184 (custom-set-variables
16185   ;; custom-set-variables was added by Custom --
16186   ;;                           don't edit or cut/paste it!
16187   ;; Your init file should contain only one such instance.
16188  '(text-mode-hook (quote (turn-on-auto-fill text-mode-hook-identify))))
16189 @end group
16190 @end smallexample
16192 @noindent
16193 (The @code{text-mode-hook-identify} function tells
16194 @code{toggle-text-mode-auto-fill} which buffers are in Text mode.)
16196 In spite of the warning, you certainly may edit, cut, and paste the
16197 expression!  I do all time.  The purpose of the warning is to scare
16198 those who do not know what they are doing, so they do not
16199 inadvertently generate an error.
16201 The @code{custom-set-variables} function works somewhat differently
16202 than a @code{setq}.  While I have never learned the differences, I do
16203 modify the @code{custom-set-variables} expressions in my @file{.emacs}
16204 file by hand:  I make the changes in what appears to me to be a
16205 reasonable manner and have not had any problems.  Others prefer to use
16206 the Customization command and let Emacs do the work for them.
16208 Another @code{custom-set-@dots{}} function is @code{custom-set-faces}.
16209 This function sets the various font faces.  Over time, I have set a
16210 considerable number of faces.  Some of the time, I re-set them using
16211 @code{customize}; other times, I simply edit the
16212 @code{custom-set-faces} expression in my @file{.emacs} file itself.
16214 The second way to customize your @code{text-mode-hook} is to set it
16215 yourself in your @file{.emacs} file using code that has nothing to do
16216 with the @code{custom-set-@dots{}} functions.
16218 @need 800
16219 When you do this, and later use @code{customize}, you will see a
16220 message that says
16222 @smallexample
16223 this option has been changed outside the customize buffer.
16224 @end smallexample
16226 @need 800
16227 This message is only a warning.  If you click on the button to
16229 @smallexample
16230 Save for Future Sessions
16231 @end smallexample
16233 @noindent
16234 Emacs will write a @code{custom-set-@dots{}} expression near the end
16235 of your @file{.emacs} file that will be evaluated after your
16236 hand-written expression.  It will, therefore, overrule your
16237 hand-written expression.  No harm will be done.  When you do this,
16238 however, be careful to remember which expression is active; if you
16239 forget, you may confuse yourself.
16241 So long as you remember where the values are set, you will have no
16242 trouble.  In any event, the values are always set in your
16243 initialization file, which is usually called @file{.emacs}.
16245 I myself use @code{customize} for hardly anything.  Mostly, I write
16246 expressions myself.
16248 @node Beginning a .emacs File, Text and Auto-fill, defcustom, Emacs Initialization
16249 @section Beginning a @file{.emacs} File
16250 @cindex @file{.emacs} file, beginning of
16252 When you start Emacs, it loads your @file{.emacs} file unless you tell
16253 it not to by specifying @samp{-q} on the command line.  (The
16254 @code{emacs -q} command gives you a plain, out-of-the-box Emacs.)
16256 A @file{.emacs} file contains Lisp expressions.  Often, these are no
16257 more than expressions to set values; sometimes they are function
16258 definitions.
16260 @xref{Init File, , The Init File @file{~/.emacs}, emacs, The GNU Emacs
16261 Manual}, for a short description of initialization files.
16263 This chapter goes over some of the same ground, but is a walk among
16264 extracts from a complete, long-used @file{.emacs} file---my own.
16266 The first part of the file consists of comments: reminders to myself.
16267 By now, of course, I remember these things, but when I started, I did
16268 not.
16270 @need 1200
16271 @smallexample
16272 @group
16273 ;;;; Bob's .emacs file
16274 ; Robert J. Chassell
16275 ; 26 September 1985
16276 @end group
16277 @end smallexample
16279 @noindent
16280 Look at that date!  I started this file a long time ago.  I have been
16281 adding to it ever since.
16283 @smallexample
16284 @group
16285 ; Each section in this file is introduced by a
16286 ; line beginning with four semicolons; and each
16287 ; entry is introduced by a line beginning with
16288 ; three semicolons.
16289 @end group
16290 @end smallexample
16292 @noindent
16293 This describes the usual conventions for comments in Emacs Lisp.
16294 Everything on a line that follows a semicolon is a comment.  Two,
16295 three, and four semicolons are used as section and subsection
16296 markers.  (@xref{Comments, ,, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
16297 Manual}, for more about comments.)
16299 @smallexample
16300 @group
16301 ;;;; The Help Key
16302 ; Control-h is the help key;
16303 ; after typing control-h, type a letter to
16304 ; indicate the subject about which you want help.
16305 ; For an explanation of the help facility,
16306 ; type control-h two times in a row.
16307 @end group
16308 @end smallexample
16310 @noindent
16311 Just remember: type @kbd{C-h} two times for help.
16313 @smallexample
16314 @group
16315 ; To find out about any mode, type control-h m
16316 ; while in that mode.  For example, to find out
16317 ; about mail mode, enter mail mode and then type
16318 ; control-h m.
16319 @end group
16320 @end smallexample
16322 @noindent
16323 `Mode help', as I call this, is very helpful.  Usually, it tells you
16324 all you need to know.
16326 Of course, you don't need to include comments like these in your
16327 @file{.emacs} file.  I included them in mine because I kept forgetting
16328 about Mode help or the conventions for comments---but I was able to
16329 remember to look here to remind myself.
16331 @node Text and Auto-fill, Mail Aliases, Beginning a .emacs File, Emacs Initialization
16332 @section Text and Auto Fill Mode
16334 Now we come to the part that `turns on' Text mode and
16335 Auto Fill mode.
16337 @smallexample
16338 @group
16339 ;;; Text mode and Auto Fill mode
16340 ; The next three lines put Emacs into Text mode
16341 ; and Auto Fill mode, and are for writers who
16342 ; want to start writing prose rather than code.
16344 (setq default-major-mode 'text-mode)
16345 (add-hook 'text-mode-hook 'text-mode-hook-identify)
16346 (add-hook 'text-mode-hook 'turn-on-auto-fill)
16347 @end group
16348 @end smallexample
16350 Here is the first part of this @file{.emacs} file that does something
16351 besides remind a forgetful human!
16353 The first of the two lines in parentheses tells Emacs to turn on Text
16354 mode when you find a file, @emph{unless} that file should go into some
16355 other mode, such as C mode.
16357 @cindex Per-buffer, local variables list
16358 @cindex Local variables list, per-buffer,
16359 @cindex Automatic mode selection
16360 @cindex Mode selection, automatic
16361 When Emacs reads a file, it looks at the extension to the file name,
16362 if any.  (The extension is the part that comes after a @samp{.}.)  If
16363 the file ends with a @samp{.c} or @samp{.h} extension then Emacs turns
16364 on C mode.  Also, Emacs looks at first nonblank line of the file; if
16365 the line says @w{@samp{-*- C -*-}}, Emacs turns on C mode.  Emacs
16366 possesses a list of extensions and specifications that it uses
16367 automatically.  In addition, Emacs looks near the last page for a
16368 per-buffer, ``local variables list'', if any.
16370 @ifinfo
16371 @xref{Choosing Modes, , How Major Modes are Chosen, emacs, The GNU
16372 Emacs Manual}.
16374 @xref{File Variables, , Local Variables in Files, emacs, The GNU Emacs
16375 Manual}.
16376 @end ifinfo
16377 @iftex
16378 See sections ``How Major Modes are Chosen'' and ``Local Variables in
16379 Files'' in @cite{The GNU Emacs Manual}.
16380 @end iftex
16382 Now, back to the @file{.emacs} file.
16384 @need 800
16385 Here is the line again; how does it work?
16387 @cindex Text Mode turned on
16388 @smallexample
16389 (setq default-major-mode 'text-mode)
16390 @end smallexample
16392 @noindent
16393 This line is a short, but complete Emacs Lisp expression.
16395 We are already familiar with @code{setq}.  It sets the following variable,
16396 @code{default-major-mode}, to the subsequent value, which is
16397 @code{text-mode}.  The single quote mark before @code{text-mode} tells
16398 Emacs to deal directly with the @code{text-mode} variable, not with
16399 whatever it might stand for.  @xref{set & setq, , Setting the Value of
16400 a Variable}, for a reminder of how @code{setq} works.  The main point
16401 is that there is no difference between the procedure you use to set
16402 a value in your @file{.emacs} file and the procedure you use anywhere
16403 else in Emacs.
16405 @need 800
16406 Here are the next two lines:
16408 @cindex Auto Fill mode turned on
16409 @findex add-hook
16410 @smallexample
16411 (add-hook 'text-mode-hook 'text-mode-hook-identify)
16412 (add-hook 'text-mode-hook 'turn-on-auto-fill)
16413 @end smallexample
16415 @noindent
16416 In these two lines, the @code{add-hook} command first adds
16417 @code{text-mode-hook-identify} to the variable called
16418 @code{text-mode-hook} and then adds @code{turn-on-auto-fill} to the
16419 variable.
16421 @code{turn-on-auto-fill} is the name of a program, that, you guessed
16422 it!, turns on Auto Fill mode.  @code{text-mode-hook-identify} is a
16423 function that tells @code{toggle-text-mode-auto-fill} which buffers
16424 are in Text mode.
16426 Every time Emacs turns on Text mode, Emacs runs the commands `hooked'
16427 onto Text mode.  So every time Emacs turns on Text mode, Emacs also
16428 turns on Auto Fill mode.
16430 In brief, the first line causes Emacs to enter Text mode when you edit
16431 a file, unless the file name extension, first non-blank line, or local
16432 variables tell Emacs otherwise.
16434 Text mode among other actions, sets the syntax table to work
16435 conveniently for writers.  In Text mode, Emacs considers an apostrophe
16436 as part of a word like a letter; but Emacs does not consider a period
16437 or a space as part of a word.  Thus, @kbd{M-f} moves you over
16438 @samp{it's}.  On the other hand, in C mode, @kbd{M-f} stops just after
16439 the @samp{t} of @samp{it's}.
16441 The second and third lines causes Emacs to turn on Auto Fill mode when
16442 it turns on Text mode.  In Auto Fill mode, Emacs automatically breaks
16443 a line that is too wide and brings the excessively wide part of the
16444 line down to the next line.  Emacs breaks lines between words, not
16445 within them.
16447 When Auto Fill mode is turned off, lines continue to the right as you
16448 type them.  Depending on how you set the value of
16449 @code{truncate-lines}, the words you type either disappear off the
16450 right side of the screen, or else are shown, in a rather ugly and
16451 unreadable manner, as a continuation line on the screen.
16453 @need 1250
16454 In addition, in this part of my @file{.emacs} file, I tell the Emacs
16455 fill commands to insert two spaces after a colon:
16457 @smallexample
16458 (setq colon-double-space t)
16459 @end smallexample
16461 @node Mail Aliases, Indent Tabs Mode, Text and Auto-fill, Emacs Initialization
16462 @section Mail Aliases
16464 Here is a @code{setq} that `turns on' mail aliases, along with more
16465 reminders.
16467 @smallexample
16468 @group
16469 ;;; Mail mode
16470 ; To enter mail mode, type `C-x m'
16471 ; To enter RMAIL (for reading mail),
16472 ; type `M-x rmail'
16474 (setq mail-aliases t)
16475 @end group
16476 @end smallexample
16478 @cindex Mail aliases
16479 @noindent
16480 This @code{setq} command sets the value of the variable
16481 @code{mail-aliases} to @code{t}.  Since @code{t} means true, the line
16482 says, in effect, ``Yes, use mail aliases.''
16484 Mail aliases are convenient short names for long email addresses or
16485 for lists of email addresses.  The file where you keep your `aliases'
16486 is @file{~/.mailrc}.  You write an alias like this:
16488 @smallexample
16489 alias geo george@@foobar.wiz.edu
16490 @end smallexample
16492 @noindent
16493 When you write a message to George, address it to @samp{geo}; the
16494 mailer will automatically expand @samp{geo} to the full address.
16496 @node Indent Tabs Mode, Keybindings, Mail Aliases, Emacs Initialization
16497 @section Indent Tabs Mode
16498 @cindex Tabs, preventing
16499 @findex indent-tabs-mode
16501 By default, Emacs inserts tabs in place of multiple spaces when it
16502 formats a region.  (For example, you might indent many lines of text
16503 all at once with the @code{indent-region} command.)  Tabs look fine on
16504 a terminal or with ordinary printing, but they produce badly indented
16505 output when you use @TeX{} or Texinfo since @TeX{} ignores tabs.
16507 @need 1250
16508 The following turns off Indent Tabs mode:
16510 @smallexample
16511 @group
16512 ;;; Prevent Extraneous Tabs
16513 (setq-default indent-tabs-mode nil)
16514 @end group
16515 @end smallexample
16517 Note that this line uses @code{setq-default} rather than the
16518 @code{setq} command that we have seen before.  The @code{setq-default}
16519 command sets values only in buffers that do not have their own local
16520 values for the variable.
16522 @ifinfo
16523 @xref{Just Spaces, , Tabs vs. Spaces, emacs, The GNU Emacs Manual}.
16525 @xref{File Variables, , Local Variables in Files, emacs, The GNU Emacs
16526 Manual}.
16527 @end ifinfo
16528 @iftex
16529 See sections ``Tabs vs.@: Spaces'' and ``Local Variables in
16530 Files'' in @cite{The GNU Emacs Manual}.
16531 @end iftex
16533 @node Keybindings, Keymaps, Indent Tabs Mode, Emacs Initialization
16534 @section Some Keybindings
16536 Now for some personal keybindings:
16538 @smallexample
16539 @group
16540 ;;; Compare windows
16541 (global-set-key "\C-cw" 'compare-windows)
16542 @end group
16543 @end smallexample
16545 @findex compare-windows
16546 @code{compare-windows} is a nifty command that compares the text in
16547 your current window with text in the next window.  It makes the
16548 comparison by starting at point in each window, moving over text in
16549 each window as far as they match.  I use this command all the time.
16551 This also shows how to set a key globally, for all modes.
16553 @cindex Setting a key globally
16554 @cindex Global set key
16555 @cindex Key setting globally
16556 @findex global-set-key
16557 The command is @code{global-set-key}.  It is followed by the
16558 keybinding.  In a @file{.emacs} file, the keybinding is written as
16559 shown: @code{\C-c} stands for `control-c', which means `press the
16560 control key and the @kbd{c} key at the same time'.  The @code{w} means
16561 `press the @kbd{w} key'.  The keybinding is surrounded by double
16562 quotation marks.  In documentation, you would write this as @kbd{C-c
16563 w}.  (If you were binding a @key{META} key, such as @kbd{M-c}, rather
16564 than a @key{CTL} key, you would write @code{\M-c}.  @xref{Init
16565 Rebinding, , Rebinding Keys in Your Init File, emacs, The GNU Emacs
16566 Manual}, for details.)
16568 The command invoked by the keys is @code{compare-windows}.  Note that
16569 @code{compare-windows} is preceded by a single quote; otherwise, Emacs
16570 would first try to evaluate the symbol to determine its value.
16572 These three things, the double quotation marks, the backslash before
16573 the @samp{C}, and the single quote mark are necessary parts of
16574 keybinding that I tend to forget.  Fortunately, I have come to
16575 remember that I should look at my existing @file{.emacs} file, and
16576 adapt what is there.
16578 As for the keybinding itself: @kbd{C-c w}.  This combines the prefix
16579 key, @kbd{C-c}, with a single character, in this case, @kbd{w}.  This
16580 set of keys, @kbd{C-c} followed by a single character, is strictly
16581 reserved for individuals' own use.  (I call these `own' keys, since
16582 these are for my own use.)  You should always be able to create such a
16583 keybinding for your own use without stomping on someone else's
16584 keybinding.  If you ever write an extension to Emacs, please avoid
16585 taking any of these keys for public use.  Create a key like @kbd{C-c
16586 C-w} instead.  Otherwise, we will run out of `own' keys.
16588 @need 1250
16589 Here is another keybinding, with a comment:
16591 @smallexample
16592 @group
16593 ;;; Keybinding for `occur'
16594 ; I use occur a lot, so let's bind it to a key:
16595 (global-set-key "\C-co" 'occur)
16596 @end group
16597 @end smallexample
16599 @findex occur
16600 The @code{occur} command shows all the lines in the current buffer
16601 that contain a match for a regular expression.  Matching lines are
16602 shown in a buffer called @file{*Occur*}.  That buffer serves as a menu
16603 to jump to occurrences.
16605 @findex global-unset-key
16606 @cindex Unbinding key
16607 @cindex Key unbinding
16608 @need 1250
16609 Here is how to unbind a key, so it does not
16610 work:
16612 @smallexample
16613 @group
16614 ;;; Unbind `C-x f'
16615 (global-unset-key "\C-xf")
16616 @end group
16617 @end smallexample
16619 There is a reason for this unbinding: I found I inadvertently typed
16620 @w{@kbd{C-x f}} when I meant to type @kbd{C-x C-f}.  Rather than find a
16621 file, as I intended, I accidentally set the width for filled text,
16622 almost always to a width I did not want.  Since I hardly ever reset my
16623 default width, I simply unbound the key.
16625 @findex list-buffers, @r{rebound}
16626 @findex buffer-menu, @r{bound to key}
16627 @need 1250
16628 The following rebinds an existing key:
16630 @smallexample
16631 @group
16632 ;;; Rebind `C-x C-b' for `buffer-menu'
16633 (global-set-key "\C-x\C-b" 'buffer-menu)
16634 @end group
16635 @end smallexample
16637 By default, @kbd{C-x C-b} runs the
16638 @code{list-buffers} command.  This command lists
16639 your buffers in @emph{another} window.  Since I
16640 almost always want to do something in that
16641 window, I prefer the  @code{buffer-menu}
16642 command, which not only lists the buffers,
16643 but moves point into that window.
16645 @node Keymaps, Loading Files, Keybindings, Emacs Initialization
16646 @section Keymaps
16647 @cindex Keymaps
16648 @cindex Rebinding keys
16650 Emacs uses @dfn{keymaps} to record which keys call which commands.
16651 When you use @code{global-set-key} to set the keybinding for a single
16652 command in all parts of Emacs, you are specifying the keybinding in
16653 @code{current-global-map}.
16655 Specific modes, such as C mode or Text mode, have their own keymaps;
16656 the mode-specific keymaps override the global map that is shared by
16657 all buffers.
16659 The @code{global-set-key} function binds, or rebinds, the global
16660 keymap.  For example, the following binds the key @kbd{C-x C-b} to the
16661 function @code{buffer-menu}:
16663 @smallexample
16664 (global-set-key "\C-x\C-b" 'buffer-menu)
16665 @end smallexample
16667 Mode-specific keymaps are bound using the @code{define-key} function,
16668 which takes a specific keymap as an argument, as well as the key and
16669 the command.  For example, my @file{.emacs} file contains the
16670 following expression to bind the @code{texinfo-insert-@@group} command
16671 to @kbd{C-c C-c g}:
16673 @smallexample
16674 @group
16675 (define-key texinfo-mode-map "\C-c\C-cg" 'texinfo-insert-@@group)
16676 @end group
16677 @end smallexample
16679 @noindent
16680 The @code{texinfo-insert-@@group} function itself is a little extension
16681 to Texinfo mode that inserts @samp{@@group} into a Texinfo file.  I
16682 use this command all the time and prefer to type the three strokes
16683 @kbd{C-c C-c g} rather than the six strokes @kbd{@@ g r o u p}.
16684 (@samp{@@group} and its matching @samp{@@end group} are commands that
16685 keep all enclosed text together on one page; many multi-line examples
16686 in this book are surrounded by @samp{@@group @dots{} @@end group}.)
16688 @need 1250
16689 Here is the @code{texinfo-insert-@@group} function definition:
16691 @smallexample
16692 @group
16693 (defun texinfo-insert-@@group ()
16694   "Insert the string @@group in a Texinfo buffer."
16695   (interactive)
16696   (beginning-of-line)
16697   (insert "@@group\n"))
16698 @end group
16699 @end smallexample
16701 (Of course, I could have used Abbrev mode to save typing, rather than
16702 write a function to insert a word; but I prefer key strokes consistent
16703 with other Texinfo mode key bindings.)
16705 You will see numerous @code{define-key} expressions in
16706 @file{loaddefs.el} as well as in the various mode libraries, such as
16707 @file{cc-mode.el} and @file{lisp-mode.el}.
16709 @xref{Key Bindings, , Customizing Key Bindings, emacs, The GNU Emacs
16710 Manual}, and @ref{Keymaps, , Keymaps, elisp, The GNU Emacs Lisp
16711 Reference Manual}, for more information about keymaps.
16713 @node Loading Files, Autoload, Keymaps, Emacs Initialization
16714 @section Loading Files
16715 @cindex Loading files
16716 @c findex load
16718 Many people in the GNU Emacs community have written extensions to
16719 Emacs.  As time goes by, these extensions are often included in new
16720 releases.  For example, the Calendar and Diary packages are now part
16721 of the standard GNU Emacs, as is Calc.
16723 You can use a @code{load} command to evaluate a complete file and
16724 thereby install all the functions and variables in the file into Emacs.
16725 For example:
16727 @c (auto-compression-mode t)
16729 @smallexample
16730 (load "~/emacs/slowsplit")
16731 @end smallexample
16733 This evaluates, i.e.@: loads, the @file{slowsplit.el} file or if it
16734 exists, the faster, byte compiled @file{slowsplit.elc} file from the
16735 @file{emacs} sub-directory of your home directory.  The file contains
16736 the function @code{split-window-quietly}, which John Robinson wrote in
16737 1989.
16739 The @code{split-window-quietly} function splits a window with the
16740 minimum of redisplay.  I installed it in 1989 because it worked well
16741 with the slow 1200 baud terminals I was then using.  Nowadays, I only
16742 occasionally come across such a slow connection, but I continue to use
16743 the function because I like the way it leaves the bottom half of a
16744 buffer in the lower of the new windows and the top half in the upper
16745 window.
16747 @need 1250
16748 To replace the key binding for the default
16749 @code{split-window-vertically}, you must also unset that key and bind
16750 the keys to @code{split-window-quietly}, like this:
16752 @smallexample
16753 @group
16754 (global-unset-key "\C-x2")
16755 (global-set-key "\C-x2" 'split-window-quietly)
16756 @end group
16757 @end smallexample
16759 @vindex load-path
16760 If you load many extensions, as I do, then instead of specifying the
16761 exact location of the extension file, as shown above, you can specify
16762 that directory as part of Emacs' @code{load-path}.  Then, when Emacs
16763 loads a file, it will search that directory as well as its default
16764 list of directories.  (The default list is specified in @file{paths.h}
16765 when Emacs is built.)
16767 @need 1250
16768 The following command adds your @file{~/emacs} directory to the
16769 existing load path:
16771 @smallexample
16772 @group
16773 ;;; Emacs Load Path
16774 (setq load-path (cons "~/emacs" load-path))
16775 @end group
16776 @end smallexample
16778 Incidentally, @code{load-library} is an interactive interface to the
16779 @code{load} function.  The complete function looks like this:
16781 @findex load-library
16782 @smallexample
16783 @group
16784 (defun load-library (library)
16785   "Load the library named LIBRARY.
16786 This is an interface to the function `load'."
16787   (interactive "sLoad library: ")
16788   (load library))
16789 @end group
16790 @end smallexample
16792 The name of the function, @code{load-library}, comes from the use of
16793 `library' as a conventional synonym for `file'.  The source for the
16794 @code{load-library} command is in the @file{files.el} library.
16796 Another interactive command that does a slightly different job is
16797 @code{load-file}.  @xref{Lisp Libraries, , Libraries of Lisp Code for
16798 Emacs, emacs, The GNU Emacs Manual}, for information on the
16799 distinction between @code{load-library} and this command.
16801 @node Autoload, Simple Extension, Loading Files, Emacs Initialization
16802 @section Autoloading
16803 @findex autoload
16805 Instead of installing a function by loading the file that contains it,
16806 or by evaluating the function definition, you can make the function
16807 available but not actually install it until it is first called.  This
16808 is called @dfn{autoloading}.
16810 When you execute an autoloaded function, Emacs automatically evaluates
16811 the file that contains the definition, and then calls the function.
16813 Emacs starts quicker with autoloaded functions, since their libraries
16814 are not loaded right away; but you need to wait a moment when you
16815 first use such a function, while its containing file is evaluated.
16817 Rarely used functions are frequently autoloaded.  The
16818 @file{loaddefs.el} library contains hundreds of autoloaded functions,
16819 from @code{bookmark-set} to @code{wordstar-mode}.  Of course, you may
16820 come to use a `rare' function frequently.  When you do, you should
16821 load that function's file with a @code{load} expression in your
16822 @file{.emacs} file.
16824 In my @file{.emacs} file for Emacs version 21, I load 12 libraries
16825 that contain functions that would otherwise be autoloaded.  (Actually,
16826 it would have been better to include these files in my `dumped' Emacs
16827 when I built it, but I forgot.  @xref{Building Emacs, , Building
16828 Emacs, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and the @file{INSTALL}
16829 file for more about dumping.)
16831 You may also want to include autoloaded expressions in your @file{.emacs}
16832 file.  @code{autoload} is a built-in function that takes up to five
16833 arguments, the final three of which are optional.  The first argument
16834 is the name of the function to be autoloaded; the second is the name
16835 of the file to be loaded.  The third argument is documentation for the
16836 function, and the fourth tells whether the function can be called
16837 interactively.  The fifth argument tells what type of
16838 object---@code{autoload} can handle a keymap or macro as well as a
16839 function (the default is a function).
16841 @need 800
16842 Here is a typical example:
16844 @smallexample
16845 @group
16846 (autoload 'html-helper-mode
16847   "html-helper-mode" "Edit HTML documents" t)
16848 @end group
16849 @end smallexample
16851 @noindent
16852 (@code{html-helper-mode} is an alternative to @code{html-mode}, which
16853 is a standard part of the distribution).
16855 @noindent
16856 This expression autoloads the @code{html-helper-mode} function.  It
16857 takes it from the @file{html-helper-mode.el} file (or from the byte
16858 compiled file @file{html-helper-mode.elc}, if it exists.)  The file
16859 must be located in a directory specified by @code{load-path}.  The
16860 documentation says that this is a mode to help you edit documents
16861 written in the HyperText Markup Language.  You can call this mode
16862 interactively by typing @kbd{M-x html-helper-mode}.  (You need to
16863 duplicate the function's regular documentation in the autoload
16864 expression because the regular function is not yet loaded, so its
16865 documentation is not available.)
16867 @xref{Autoload, , Autoload, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
16868 Manual}, for more information.
16870 @node Simple Extension, X11 Colors, Autoload, Emacs Initialization
16871 @section A Simple Extension: @code{line-to-top-of-window}
16872 @findex line-to-top-of-window
16873 @cindex Simple extension in @file{.emacs} file
16875 Here is a simple extension to Emacs that moves the line point is on to
16876 the top of the window.  I use this all the time, to make text easier
16877 to read.
16879 You can put the following code into a separate file and then load it
16880 from your @file{.emacs} file, or you can include it within your
16881 @file{.emacs} file.
16883 @need 1250
16884 Here is the definition:
16886 @smallexample
16887 @group
16888 ;;; Line to top of window;
16889 ;;; replace three keystroke sequence  C-u 0 C-l
16890 (defun line-to-top-of-window ()
16891   "Move the line point is on to top of window."
16892   (interactive)
16893   (recenter 0))
16894 @end group
16895 @end smallexample
16897 @need 1250
16898 Now for the keybinding.
16900 Nowadays, function keys as well as mouse button events and
16901 non-@sc{ascii} characters are written within square brackets, without
16902 quotation marks.  (In Emacs version 18 and before, you had to write
16903 different function key bindings for each different make of terminal.)
16905 I bind @code{line-to-top-of-window} to my @key{F6} function key like
16906 this:
16908 @smallexample
16909 (global-set-key [f6] 'line-to-top-of-window)
16910 @end smallexample
16912 For more information, see @ref{Init Rebinding, , Rebinding Keys in
16913 Your Init File, emacs, The GNU Emacs Manual}.
16915 @cindex Conditional 'twixt two versions of Emacs
16916 @cindex Version of Emacs, choosing
16917 @cindex Emacs version, choosing
16918 If you run two versions of GNU Emacs, such as versions 20 and 21, and
16919 use one @file{.emacs} file, you can select which code to evaluate with
16920 the following conditional:
16922 @smallexample
16923 @group
16924 (cond
16925  ((string-equal (number-to-string 20) (substring (emacs-version) 10 12))
16926   ;; evaluate version 20 code
16927   ( @dots{} ))
16928  ((string-equal (number-to-string 21) (substring (emacs-version) 10 12))
16929   ;; evaluate version 21 code
16930   ( @dots{} )))
16931 @end group
16932 @end smallexample
16934 For example, in contrast to version 20, version 21 blinks its cursor
16935 by default.  I hate such blinking, as well as some other features in
16936 version 21, so I placed the following in my @file{.emacs}
16937 file@footnote{When I start instances of Emacs that do not load my
16938 @file{.emacs} file or any site file, I also turn off blinking:
16940 @smallexample
16941 emacs -q --no-site-file -eval '(blink-cursor-mode nil)'
16942 @end smallexample
16945 @smallexample
16946 @group
16947 (if (string-equal "21" (substring (emacs-version) 10 12))
16948     (progn
16949       (blink-cursor-mode 0)
16950       ;; Insert newline when you press `C-n' (next-line)
16951       ;; at the end of the buffer
16952       (setq next-line-add-newlines t)
16953 @end group
16954 @group
16955       ;; Turn on image viewing
16956       (auto-image-file-mode t)
16957 @end group
16958 @group
16959       ;; Turn on menu bar (this bar has text)
16960       ;; (Use numeric argument to turn on)
16961       (menu-bar-mode 1)
16962 @end group
16963 @group
16964       ;; Turn off tool bar (this bar has icons)
16965       ;; (Use numeric argument to turn on)
16966       (tool-bar-mode nil)
16967 @end group
16968 @group
16969       ;; Turn off tooltip mode for tool bar
16970       ;; (This mode causes icon explanations to pop up)
16971       ;; (Use numeric argument to turn on)
16972       (tooltip-mode nil)
16973       ;; If tooltips turned on, make tips appear promptly
16974       (setq tooltip-delay 0.1)  ; default is one second
16975        ))
16976 @end group
16977 @end smallexample
16979 @noindent
16980 (You will note that instead of typing @code{(number-to-string 21)}, I
16981 decided to save typing and wrote `21' as a string, @code{"21"}, rather
16982 than convert it from an integer to a string.  In this instance, this
16983 expression is better than the longer, but more general
16984 @code{(number-to-string 21)}.  However, if you do not know ahead of
16985 time what type of information will be returned, then the
16986 @code{number-to-string} function will be needed.)
16988 @node X11 Colors, Miscellaneous, Simple Extension, Emacs Initialization
16989 @section X11 Colors
16991 You can specify colors when you use Emacs with the MIT X Windowing
16992 system.
16994 I dislike the default colors and specify my own.
16996 @need 1250
16997 Here are the expressions in my @file{.emacs}
16998 file that set values:
17000 @smallexample
17001 @group
17002 ;; Set cursor color
17003 (set-cursor-color "white")
17005 ;; Set mouse color
17006 (set-mouse-color "white")
17008 ;; Set foreground and background
17009 (set-foreground-color "white")
17010 (set-background-color "darkblue")
17011 @end group
17013 @group
17014 ;;; Set highlighting colors for isearch and drag
17015 (set-face-foreground 'highlight "white")
17016 (set-face-background 'highlight "blue")
17017 @end group
17019 @group
17020 (set-face-foreground 'region "cyan")
17021 (set-face-background 'region "blue")
17022 @end group
17024 @group
17025 (set-face-foreground 'secondary-selection "skyblue")
17026 (set-face-background 'secondary-selection "darkblue")
17027 @end group
17029 @group
17030 ;; Set calendar highlighting colors
17031 (setq calendar-load-hook
17032       '(lambda ()
17033          (set-face-foreground 'diary-face   "skyblue")
17034          (set-face-background 'holiday-face "slate blue")
17035          (set-face-foreground 'holiday-face "white")))
17036 @end group
17037 @end smallexample
17039 The various shades of blue soothe my eye and prevent me from seeing
17040 the screen flicker.
17042 Alternatively, I could have set my specifications in various X
17043 initialization files.  For example, I could set the foreground,
17044 background, cursor, and pointer (i.e., mouse) colors in my
17045 @file{~/.Xresources} file like this:
17047 @smallexample
17048 @group
17049 Emacs*foreground:   white
17050 Emacs*background:   darkblue
17051 Emacs*cursorColor:  white
17052 Emacs*pointerColor: white
17053 @end group
17054 @end smallexample
17056 In any event, since it is not part of Emacs, I set the root color of
17057 my X window in my @file{~/.xinitrc} file, like this@footnote{I
17058 occasionally run more modern window managers, such as Sawfish with
17059 GNOME, Enlightenment, SCWM, or KDE; in those cases, I often specify an
17060 image rather than a plain color.}:
17062 @smallexample
17063 @group
17064 # I use TWM for window manager.
17065 xsetroot -solid Navy -fg white &
17066 @end group
17067 @end smallexample
17069 @node Miscellaneous, Mode Line, X11 Colors, Emacs Initialization
17070 @section Miscellaneous Settings for a @file{.emacs} File
17072 Here are a few miscellaneous settings:
17073 @sp 1
17075 @itemize @minus
17076 @item
17077 Set the shape and color of the mouse cursor:
17078 @smallexample
17079 @group
17080 ; Cursor shapes are defined in
17081 ; `/usr/include/X11/cursorfont.h';
17082 ; for example, the `target' cursor is number 128;
17083 ; the `top_left_arrow' cursor is number 132.
17084 @end group
17086 @group
17087 (let ((mpointer (x-get-resource "*mpointer"
17088                                 "*emacs*mpointer")))
17089   ;; If you have not set your mouse pointer
17090   ;;     then set it, otherwise leave as is:
17091   (if (eq mpointer nil)
17092       (setq mpointer "132")) ; top_left_arrow
17093 @end group
17094 @group
17095   (setq x-pointer-shape (string-to-int mpointer))
17096   (set-mouse-color "white"))
17097 @end group
17098 @end smallexample
17100 @item
17101 Convert @kbd{@key{CTL}-h} into @key{DEL} and @key{DEL}
17102 into @kbd{@key{CTL}-h}.@*
17103 (Some olders keyboards needed this, although I have not seen the
17104 problem recently.)
17106 @smallexample
17107 @group
17108 ;; Translate `C-h' to <DEL>.
17109 ; (keyboard-translate ?\C-h ?\C-?)
17111 ;; Translate <DEL> to `C-h'.
17112 (keyboard-translate ?\C-? ?\C-h)
17113 @end group
17114 @end smallexample
17116 @item Turn off a blinking cursor!
17118 @smallexample
17119 @group
17120 (if (fboundp 'blink-cursor-mode)
17121     (blink-cursor-mode -1))
17122 @end group
17123 @end smallexample
17125 @item  Ignore case when using `grep'@*
17126 @samp{-n}@w{  }   Prefix each line of output with line number@*
17127 @samp{-i}@w{  }   Ignore case distinctions@*
17128 @samp{-e}@w{  }   Protect patterns beginning with a hyphen character, @samp{-}
17130 @smallexample
17131 (setq grep-command "grep  -n -i -e ")
17132 @end smallexample
17134 @item Automatically uncompress compressed files when visiting them
17136 @smallexample
17137 (load "uncompress")
17138 @end smallexample
17140 @item Find an existing buffer, even if it has a different name@*
17141 This avoids problems with symbolic links.
17143 @smallexample
17144 (setq find-file-existing-other-name t)
17145 @end smallexample
17147 @item Set your language environment and default input method
17149 @smallexample
17150 @group
17151 (set-language-environment "latin-1")
17152 ;; Remember you can enable or disable multilingual text input
17153 ;; with the @code{toggle-input-method'} (@kbd{C-\}) command
17154 (setq default-input-method "latin-1-prefix")
17155 @end group
17156 @end smallexample
17158 If you want to write with Chinese `GB' characters, set this instead:
17160 @smallexample
17161 @group
17162 (set-language-environment "Chinese-GB")
17163 (setq default-input-method "chinese-tonepy")
17164 @end group
17165 @end smallexample
17166 @end itemize
17168 @subsubheading Fixing Unpleasant Key Bindings
17169 @cindex Key bindings, fixing
17170 @cindex Bindings, key, fixing unpleasant
17172 Some systems bind keys unpleasantly.  Sometimes, for example, the
17173 @key{CTL} key appears in an awkward spot rather than at the far left
17174 of the home row.
17176 Usually, when people fix these sorts of keybindings, they do not
17177 change their @file{~/.emacs} file.  Instead, they bind the proper keys
17178 on their consoles with the @code{loadkeys} or @code{install-keymap}
17179 commands in their boot script and then include @code{xmodmap} commands
17180 in their @file{.xinitrc} or @file{.Xsession} file for X Windows.
17182 @need 1250
17183 @noindent
17184 For a boot script:
17186 @smallexample
17187 @group
17188 loadkeys /usr/share/keymaps/i386/qwerty/emacs2.kmap.gz
17190 @exdent or
17192 install-keymap emacs2
17193 @end group
17194 @end smallexample
17196 @need 1250
17197 @noindent
17198 For a @file{.xinitrc} or @file{.Xsession} file when the @key{Caps
17199 Lock} key is at the far left of the home row:
17201 @smallexample
17202 @group
17203 # Bind the key labeled `Caps Lock' to `Control'
17204 # (Such a broken user interface suggests that keyboard manufacturers
17205 # think that computers are typewriters from 1885.)
17207 xmodmap -e "clear Lock"
17208 xmodmap -e "add Control = Caps_Lock"
17209 @end group
17210 @end smallexample
17212 @need 1250
17213 @noindent
17214 In a @file{.xinitrc} or @file{.Xsession} file, to convert an @key{ALT}
17215 key to a @key{META} key:
17217 @smallexample
17218 @group
17219 # Some ill designed keyboards have a key labeled ALT and no Meta
17220 xmodmap -e "keysym Alt_L = Meta_L Alt_L"
17221 @end group
17222 @end smallexample
17224 @node Mode Line,  , Miscellaneous, Emacs Initialization
17225 @section A Modified Mode Line
17226 @vindex default-mode-line-format
17227 @cindex Mode line format
17229 Finally, a feature I really like: a modified mode line.
17231 When I work over a network, I forget which machine I am using.  Also,
17232 I tend to I lose track of where I am, and which line point is on.
17234 So I reset my mode line to look like this:
17236 @smallexample
17237 -:-- foo.texi   rattlesnake:/home/bob/  Line 1  (Texinfo Fill) Top
17238 @end smallexample
17240 I am visiting a file called @file{foo.texi}, on my machine
17241 @file{rattlesnake} in my @file{/home/bob} buffer.  I am on line 1, in
17242 Texinfo mode, and am at the top of the buffer.
17244 @need 1200
17245 My @file{.emacs} file has a section that looks like this:
17247 @smallexample
17248 @group
17249 ;; Set a Mode Line that tells me which machine, which directory,
17250 ;; and which line I am on, plus the other customary information.
17251 (setq default-mode-line-format
17252  (quote
17253   (#("-" 0 1
17254      (help-echo
17255       "mouse-1: select window, mouse-2: delete others ..."))
17256    mode-line-mule-info
17257    mode-line-modified
17258    mode-line-frame-identification
17259    "    "
17260 @end group
17261 @group
17262    mode-line-buffer-identification
17263    "    "
17264    (:eval (substring
17265            (system-name) 0 (string-match "\\..+" (system-name))))
17266    ":"
17267    default-directory
17268    #(" " 0 1
17269      (help-echo
17270       "mouse-1: select window, mouse-2: delete others ..."))
17271    (line-number-mode " Line %l ")
17272    global-mode-string
17273 @end group
17274 @group
17275    #("   %[(" 0 6
17276      (help-echo
17277       "mouse-1: select window, mouse-2: delete others ..."))
17278    (:eval (mode-line-mode-name))
17279    mode-line-process
17280    minor-mode-alist
17281    #("%n" 0 2 (help-echo "mouse-2: widen" local-map (keymap ...)))
17282    ")%] "
17283    (-3 . "%P")
17284    ;;   "-%-"
17285    )))
17286 @end group
17287 @end smallexample
17289 @noindent
17290 Here, I redefine the default mode line.  Most of the parts are from
17291 the original; but I make a few changes.  I set the @emph{default} mode
17292 line format so as to permit various modes, such as Info, to override
17295 Many elements in the list are self-explanatory:
17296 @code{mode-line-modified} is a variable that tells whether the buffer
17297 has been modified, @code{mode-name} tells the name of the mode, and so
17298 on.  However, the format looks complicated because of two features we
17299 have not discussed.
17301 @cindex Properties, in mode line example
17302 The first string in the mode line is a dash or hyphen, @samp{-}.  In
17303 the old days, it would have been specified simply as @code{"-"}.  But
17304 nowadays, Emacs can add properties to a string, such as highlighting
17305 or, as in this case, a help feature.  If you place your mouse cursor
17306 over the hyphen, some help information appears (By default, you must
17307 wait one second before the information appears.  You can change that
17308 timing by changing the value of @code{tooltip-delay}.)
17310 @need 1000
17311 The new string format has a special syntax:
17313 @smallexample
17314 #("-" 0 1 (help-echo "mouse-1: select window, ..."))
17315 @end smallexample
17317 @noindent
17318 The @code{#(} begins a list.  The first element of the list is the
17319 string itself, just one @samp{-}.  The second and third
17320 elements specify the range over which the fourth element applies.  A
17321 range starts @emph{after} a character, so a zero means the range
17322 starts just before the first character; a 1 means that the range ends
17323 just after the first character.  The third element is the property for
17324 the range.  It consists of a property list,  a
17325 property name, in this case, @samp{help-echo}, followed by a value, in this
17326 case, a string.  The second, third, and fourth elements of this new
17327 string format can be repeated.
17329 @xref{Text Properties, , Text Properties, elisp, The GNU Emacs Lisp
17330 Reference Manual}, and see @ref{Mode Line Format, , Mode Line Format,
17331 elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for more information.
17333 @code{mode-line-buffer-identification}
17334 displays the current buffer name.  It is a list
17335 beginning @code{(#("%12b" 0 4 @dots{}}.
17336 The @code{#(} begins the list.
17338 The @samp{"%12b"} displays the current buffer name, using the
17339 @code{buffer-name} function with which we are familiar; the `12'
17340 specifies the maximum number of characters that will be displayed.
17341 When a name has fewer characters, whitespace is added to fill out to
17342 this number.  (Buffer names can and often should be longer than 12
17343 characters; this length works well in a typical 80 column wide
17344 window.)
17346 @code{:eval} is a new feature in GNU Emacs version 21.  It says to
17347 evaluate the following form and use the result as a string to display.
17348 In this case, the expression displays the first component of the full
17349 system name.  The end of the first component is a @samp{.} (`period'),
17350 so I use the @code{string-match} function to tell me the length of the
17351 first component.  The substring from the zeroth character to that
17352 length is the name of the machine.
17354 @need 1250
17355 This is the expression:
17357 @smallexample
17358 @group
17359 (:eval (substring
17360         (system-name) 0 (string-match "\\..+" (system-name))))
17361 @end group
17362 @end smallexample
17364 @samp{%[} and @samp{%]} cause a pair of square brackets
17365 to appear for each recursive editing level.  @samp{%n} says `Narrow'
17366 when narrowing is in effect.  @samp{%P} tells you the percentage of
17367 the buffer that is above the bottom of the window, or `Top', `Bottom',
17368 or `All'.  (A lower case @samp{p} tell you the percentage above the
17369 @emph{top} of the window.)  @samp{%-} inserts enough dashes to fill
17370 out the line.
17372 Remember, ``You don't have to like Emacs to like it'' --- your own
17373 Emacs can have different colors, different commands, and different
17374 keys than a default Emacs.
17376 On the other hand, if you want to bring up a plain `out of the box'
17377 Emacs, with no customization, type:
17379 @smallexample
17380 emacs -q
17381 @end smallexample
17383 @noindent
17384 This will start an Emacs that does @emph{not} load your
17385 @file{~/.emacs} initialization file.  A plain, default Emacs.  Nothing
17386 more.
17388 @node Debugging, Conclusion, Emacs Initialization, Top
17389 @chapter Debugging
17390 @cindex debugging
17392 GNU Emacs has two debuggers, @code{debug} and @code{edebug}.  The
17393 first is built into the internals of Emacs and is always with you;
17394 the second requires that you instrument a function before you can use it.
17396 Both debuggers are described extensively in @ref{Debugging, ,
17397 Debugging Lisp Programs, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
17398 In this chapter, I will walk through a short example of each.
17400 @menu
17401 * debug::                       How to use the built-in debugger.
17402 * debug-on-entry::              Start debugging when you call a function.
17403 * debug-on-quit::               Start debugging when you quit with @kbd{C-g}.
17404 * edebug::                      How to use Edebug, a source level debugger.
17405 * Debugging Exercises::
17406 @end menu
17408 @node debug, debug-on-entry, Debugging, Debugging
17409 @section @code{debug}
17410 @findex debug
17412 Suppose you have written a function definition that is intended to
17413 return the sum of the numbers 1 through a given number.  (This is the
17414 @code{triangle} function discussed earlier.  @xref{Decrementing
17415 Example, , Example with Decrementing Counter}, for a discussion.)
17416 @c xref{Decrementing Loop,, Loop with a Decrementing Counter}, for a discussion.)
17418 However, your function definition has a bug.  You have mistyped
17419 @samp{1=} for @samp{1-}.  Here is the broken definition:
17421 @findex triangle-bugged
17422 @smallexample
17423 @group
17424 (defun triangle-bugged (number)
17425   "Return sum of numbers 1 through NUMBER inclusive."
17426   (let ((total 0))
17427     (while (> number 0)
17428       (setq total (+ total number))
17429       (setq number (1= number)))      ; @r{Error here.}
17430     total))
17431 @end group
17432 @end smallexample
17434 If you are reading this in Info, you can evaluate this definition in
17435 the normal fashion.  You will see @code{triangle-bugged} appear in the
17436 echo area.
17438 @need 1250
17439 Now evaluate the @code{triangle-bugged} function with an
17440 argument of 4:
17442 @smallexample
17443 (triangle-bugged 4)
17444 @end smallexample
17446 @noindent
17447 In GNU Emacs version 21, you will create and enter a
17448 @file{*Backtrace*} buffer that says:
17450 @noindent
17451 @smallexample
17452 @group
17453 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17454 Debugger entered--Lisp error: (void-function 1=)
17455   (1= number)
17456   (setq number (1= number))
17457   (while (> number 0) (setq total (+ total number))
17458         (setq number (1= number)))
17459   (let ((total 0)) (while (> number 0) (setq total ...)
17460     (setq number ...)) total)
17461   triangle-bugged(4)
17462 @end group
17463 @group
17464   eval((triangle-bugged 4))
17465   eval-last-sexp-1(nil)
17466   eval-last-sexp(nil)
17467   call-interactively(eval-last-sexp)
17468 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17469 @end group
17470 @end smallexample
17472 @noindent
17473 (I have reformatted this example slightly; the debugger does not fold
17474 long lines.  As usual, you can quit the debugger by typing @kbd{q} in
17475 the @file{*Backtrace*} buffer.)
17477 In practice, for a bug as simple as this, the `Lisp error' line will
17478 tell you what you need to know to correct the definition.  The
17479 function @code{1=} is `void'.
17481 @need 800
17482 In GNU Emacs 20 and before, you will see:
17484 @smallexample
17485 Symbol's function definition is void:@: 1=
17486 @end smallexample
17488 @noindent
17489 which has the same meaning as the @file{*Backtrace*} buffer line in
17490 version 21.
17492 However, suppose you are not quite certain what is going on?
17493 You can read the complete backtrace.
17495 In this case, you need to run GNU Emacs 21, which automatically starts
17496 the debugger that puts you in the @file{*Backtrace*} buffer; or else,
17497 you need to start the debugger manually as described below.
17499 Read the @file{*Backtrace*} buffer from the bottom up; it tells you
17500 what Emacs did that led to the error.  Emacs made an interactive call
17501 to @kbd{C-x C-e} (@code{eval-last-sexp}), which led to the evaluation
17502 of the @code{triangle-bugged} expression.  Each line above tells you
17503 what the Lisp interpreter evaluated next.
17505 @need 1250
17506 The third line from the top of the buffer is
17508 @smallexample
17509 (setq number (1= number))
17510 @end smallexample
17512 @noindent
17513 Emacs tried to evaluate this expression; in order to do so, it tried
17514 to evaluate the inner expression shown on the second line from the
17515 top:
17517 @smallexample
17518 (1= number)
17519 @end smallexample
17521 @need 1250
17522 @noindent
17523 This is where the error occurred; as the top line says:
17525 @smallexample
17526 Debugger entered--Lisp error: (void-function 1=)
17527 @end smallexample
17529 @noindent
17530 You can correct the mistake, re-evaluate the function definition, and
17531 then run your test again.
17533 @node debug-on-entry, debug-on-quit, debug, Debugging
17534 @section @code{debug-on-entry}
17535 @findex debug-on-entry
17537 GNU Emacs 21 starts the debugger automatically when your function has
17538 an error.  GNU Emacs version 20 and before did not; it simply
17539 presented you with an error message.  You had to start the debugger
17540 manually.
17542 You can start the debugger manually for all versions of Emacs; the
17543 advantage is that the debugger runs even if you do not have a bug in
17544 your code.  Sometimes your code will be free of bugs!
17546 You can enter the debugger when you call the function by calling
17547 @code{debug-on-entry}.
17549 @need 1250
17550 @noindent
17551 Type:
17553 @smallexample
17554 M-x debug-on-entry RET triangle-bugged RET
17555 @end smallexample
17557 @need 1250
17558 @noindent
17559 Now, evaluate the following:
17561 @smallexample
17562 (triangle-bugged 5)
17563 @end smallexample
17565 @noindent
17566 All versions of Emacs will create a @file{*Backtrace*} buffer and tell
17567 you that it is beginning to evaluate the @code{triangle-bugged}
17568 function:
17570 @smallexample
17571 @group
17572 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17573 Debugger entered--entering a function:
17574 * triangle-bugged(5)
17575   eval((triangle-bugged 5))
17576 @end group
17577 @group
17578   eval-last-sexp-1(nil)
17579   eval-last-sexp(nil)
17580   call-interactively(eval-last-sexp)
17581 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17582 @end group
17583 @end smallexample
17585 In the @file{*Backtrace*} buffer, type @kbd{d}.  Emacs will evaluate
17586 the first expression in @code{triangle-bugged}; the buffer will look
17587 like this:
17589 @smallexample
17590 @group
17591 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17592 Debugger entered--beginning evaluation of function call form:
17593 * (let ((total 0)) (while (> number 0) (setq total ...)
17594         (setq number ...)) total)
17595 * triangle-bugged(5)
17596   eval((triangle-bugged 5))
17597 @end group
17598 @group
17599   eval-last-sexp-1(nil)
17600   eval-last-sexp(nil)
17601   call-interactively(eval-last-sexp)
17602 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17603 @end group
17604 @end smallexample
17606 @noindent
17607 Now, type @kbd{d} again, eight times, slowly.  Each time you type
17608 @kbd{d}, Emacs will evaluate another expression in the function
17609 definition.
17611 @need 1750
17612 Eventually, the buffer will look like this:
17614 @smallexample
17615 @group
17616 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17617 Debugger entered--beginning evaluation of function call form:
17618 * (setq number (1= number))
17619 * (while (> number 0) (setq total (+ total number))
17620         (setq number (1= number)))
17621 @group
17622 @end group
17623 * (let ((total 0)) (while (> number 0) (setq total ...)
17624         (setq number ...)) total)
17625 * triangle-bugged(5)
17626   eval((triangle-bugged 5))
17627 @group
17628 @end group
17629   eval-last-sexp-1(nil)
17630   eval-last-sexp(nil)
17631   call-interactively(eval-last-sexp)
17632 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17633 @end group
17634 @end smallexample
17636 @need 1500
17637 @noindent
17638 Finally, after you type @kbd{d} two more times, Emacs will reach the
17639 error, and the top two lines of the @file{*Backtrace*} buffer will look
17640 like this:
17642 @smallexample
17643 @group
17644 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17645 Debugger entered--Lisp error: (void-function 1=)
17646 * (1= number)
17647 @dots{}
17648 ---------- Buffer: *Backtrace* ----------
17649 @end group
17650 @end smallexample
17652 By typing @kbd{d}, you were able to step through the function.
17654 You can quit a @file{*Backtrace*} buffer by typing @kbd{q} in it; this
17655 quits the trace, but does not cancel @code{debug-on-entry}.
17657 @findex cancel-debug-on-entry
17658 To cancel the effect of @code{debug-on-entry}, call
17659 @code{cancel-debug-on-entry} and the name of the function, like this:
17661 @smallexample
17662 M-x cancel-debug-on-entry RET triangle-bugged RET
17663 @end smallexample
17665 @noindent
17666 (If you are reading this in Info, cancel @code{debug-on-entry} now.)
17668 @node debug-on-quit, edebug, debug-on-entry, Debugging
17669 @section @code{debug-on-quit} and @code{(debug)}
17671 In addition to setting @code{debug-on-error} or calling @code{debug-on-entry},
17672 there are two other ways to start @code{debug}.
17674 @findex debug-on-quit
17675 You can start @code{debug} whenever you type @kbd{C-g}
17676 (@code{keyboard-quit}) by setting the variable @code{debug-on-quit} to
17677 @code{t}.  This is useful for debugging infinite loops.
17679 @need 1500
17680 @cindex @code{(debug)} in code
17681 Or, you can insert a line that says @code{(debug)} into your code
17682 where you want the debugger to start, like this:
17684 @smallexample
17685 @group
17686 (defun triangle-bugged (number)
17687   "Return sum of numbers 1 through NUMBER inclusive."
17688   (let ((total 0))
17689     (while (> number 0)
17690       (setq total (+ total number))
17691       (debug)                         ; @r{Start debugger.}
17692       (setq number (1= number)))      ; @r{Error here.}
17693     total))
17694 @end group
17695 @end smallexample
17697 The @code{debug} function is described in detail in @ref{Debugger, ,
17698 The Lisp Debugger, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
17700 @node edebug, Debugging Exercises, debug-on-quit, Debugging
17701 @section The @code{edebug} Source Level Debugger
17702 @cindex Source level debugger
17703 @findex edebug
17705 Edebug is a source level debugger.  Edebug normally displays the
17706 source of the code you are debugging, with an arrow at the left that
17707 shows which line you are currently executing.
17709 You can walk through the execution of a function, line by line, or run
17710 quickly until reaching a @dfn{breakpoint} where execution stops.
17712 Edebug is described in @ref{edebug, , Edebug, elisp, The GNU Emacs
17713 Lisp Reference Manual}.
17715 @need 1250
17716 Here is a bugged function definition for @code{triangle-recursively}.
17717 @xref{Recursive triangle function, , Recursion in place of a counter},
17718 for a review of it.
17720 @smallexample
17721 @group
17722 (defun triangle-recursively-bugged (number)
17723   "Return sum of numbers 1 through NUMBER inclusive.
17724 Uses recursion."
17725   (if (= number 1)
17726       1
17727     (+ number
17728        (triangle-recursively-bugged
17729         (1= number)))))               ; @r{Error here.}
17730 @end group
17731 @end smallexample
17733 @noindent
17734 Normally, you would install this definition by positioning your cursor
17735 after the function's closing parenthesis and typing @kbd{C-x C-e}
17736 (@code{eval-last-sexp}) or else by positioning your cursor within the
17737 definition and typing @kbd{C-M-x} (@code{eval-defun}).  (By default,
17738 the @code{eval-defun} command works only in Emacs Lisp mode or in Lisp
17739 Interactive mode.)
17741 @need 1500
17742 However, to prepare this function definition for Edebug, you must
17743 first @dfn{instrument} the code using a different command.  You can do
17744 this by positioning your cursor within the definition and typing
17746 @smallexample
17747 M-x edebug-defun RET
17748 @end smallexample
17750 @noindent
17751 This will cause Emacs to load Edebug automatically if it is not
17752 already loaded, and properly instrument the function.
17754 After instrumenting the function, place your cursor after the
17755 following expression and type @kbd{C-x C-e} (@code{eval-last-sexp}):
17757 @smallexample
17758 (triangle-recursively-bugged 3)
17759 @end smallexample
17761 @noindent
17762 You will be jumped back to the source for
17763 @code{triangle-recursively-bugged} and the cursor positioned at the
17764 beginning of the @code{if} line of the function.  Also, you will see
17765 an arrowhead at the left hand side of that line.  The arrowhead marks
17766 the line where the function is executing.  (In the following examples,
17767 we show the arrowhead with @samp{=>}; in a windowing system, you may
17768 see the arrowhead as a solid triangle in the window `fringe'.)
17770 @smallexample
17771 =>@point{}(if (= number 1)
17772 @end smallexample
17774 @noindent
17775 @iftex
17776 In the example, the location of point is displayed with a star,
17777 @samp{@point{}} (in Info, it is displayed as @samp{-!-}).
17778 @end iftex
17779 @ifnottex
17780 In the example, the location of point is displayed as @samp{@point{}}
17781 (in a printed book, it is displayed with a five pointed star).
17782 @end ifnottex
17784 If you now press @key{SPC}, point will move to the next expression to
17785 be executed; the line will look like this:
17787 @smallexample
17788 =>(if @point{}(= number 1)
17789 @end smallexample
17791 @noindent
17792 As you continue to press @key{SPC}, point will move from expression to
17793 expression.  At the same time, whenever an expression returns a value,
17794 that value will be displayed in the echo area.  For example, after you
17795 move point past @code{number}, you will see the following:
17797 @smallexample
17798 Result: 3 = C-c
17799 @end smallexample
17801 @noindent
17802 This means the value of @code{number} is 3, which is @sc{ascii}
17803 `control-c' (the third letter of the alphabet, in case you need to
17804 know this information).
17806 You can continue moving through the code until you reach the line with
17807 the error.  Before evaluation, that line looks like this:
17809 @smallexample
17810 =>        @point{}(1= number)))))               ; @r{Error here.}
17811 @end smallexample
17813 @need 1250
17814 @noindent
17815 When you press @key{SPC} once again, you will produce an error message
17816 that says:
17818 @smallexample
17819 Symbol's function definition is void:@: 1=
17820 @end smallexample
17822 @noindent
17823 This is the bug.
17825 Press @kbd{q} to quit Edebug.
17827 To remove instrumentation from a function definition, simply
17828 re-evaluate it with a command that does not instrument it.
17829 For example, you could place your cursor after the definition's
17830 closing parenthesis and type @kbd{C-x C-e}.
17832 Edebug does a great deal more than walk with you through a function.
17833 You can set it so it races through on its own, stopping only at an
17834 error or at specified stopping points; you can cause it to display the
17835 changing values of various expressions; you can find out how many
17836 times a function is called, and more.
17838 Edebug is described in @ref{edebug, , Edebug, elisp, The GNU Emacs
17839 Lisp Reference Manual}.
17841 @need 1500
17842 @node Debugging Exercises,  , edebug, Debugging
17843 @section Debugging Exercises
17845 @itemize @bullet
17846 @item
17847 Install the @code{count-words-region} function and then cause it to
17848 enter the built-in debugger when you call it.  Run the command on a
17849 region containing two words.  You will need to press @kbd{d} a
17850 remarkable number of times.  On your system, is a `hook' called after
17851 the command finishes?  (For information on hooks, see @ref{Command
17852 Overview, , Command Loop Overview, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference
17853 Manual}.)
17855 @item
17856 Copy @code{count-words-region} into the @file{*scratch*} buffer,
17857 instrument the function for Edebug, and walk through its execution.
17858 The function does not need to have a bug, although you can introduce
17859 one if you wish.  If the function lacks a bug, the walk-through
17860 completes without problems.
17862 @item
17863 While running Edebug, type @kbd{?} to see a list of all the Edebug commands.
17864 (The @code{global-edebug-prefix} is usually @kbd{C-x X}, i.e.@:
17865 @kbd{@key{CTL}-x} followed by an upper case @kbd{X}; use this prefix
17866 for commands made outside of the Edebug debugging buffer.)
17868 @item
17869 In the Edebug debugging buffer, use the @kbd{p}
17870 (@code{edebug-bounce-point}) command to see where in the region the
17871 @code{count-words-region} is working.
17873 @item
17874 Move point to some spot further down function and then type the
17875 @kbd{h} (@code{edebug-goto-here}) command to jump to that location.
17877 @item
17878 Use the @kbd{t} (@code{edebug-trace-mode}) command to cause Edebug to
17879 walk through the function on its own; use an upper case @kbd{T} for
17880 @code{edebug-Trace-fast-mode}.
17882 @item
17883 Set a breakpoint, then run Edebug in Trace mode until it reaches the
17884 stopping point.
17885 @end itemize
17887 @node Conclusion, the-the, Debugging, Top
17888 @chapter Conclusion
17890 We have now reached the end of this Introduction.  You have now
17891 learned enough about programming in Emacs Lisp to set values, to write
17892 simple @file{.emacs} files for yourself and your friends, and write
17893 simple customizations and extensions to Emacs.
17895 This is a place to stop.  Or, if you wish, you can now go onward, and
17896 teach yourself.
17898 You have learned some of the basic nuts and bolts of programming.  But
17899 only some.  There are a great many more brackets and hinges that are
17900 easy to use that we have not touched.
17902 A path you can follow right now lies among the sources to GNU Emacs
17903 and in
17904 @ifnotinfo
17905 @cite{The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
17906 @end ifnotinfo
17907 @ifinfo
17908 @ref{Top, , The GNU Emacs Lisp Reference Manual, elisp, The GNU
17909 Emacs Lisp Reference Manual}.
17910 @end ifinfo
17912 The Emacs Lisp sources are an adventure.  When you read the sources and
17913 come across a function or expression that is unfamiliar, you need to
17914 figure out or find out what it does.
17916 Go to the Reference Manual.  It is a thorough, complete, and fairly
17917 easy-to-read description of Emacs Lisp.  It is written not only for
17918 experts, but for people who know what you know.  (The @cite{Reference
17919 Manual} comes with the standard GNU Emacs distribution.  Like this
17920 introduction, it comes as a Texinfo source file, so you can read it
17921 on-line and as a typeset, printed book.)
17923 Go to the other on-line help that is part of GNU Emacs: the on-line
17924 documentation for all functions, and @code{find-tags}, the program
17925 that takes you to sources.
17927 Here is an example of how I explore the sources.  Because of its name,
17928 @file{simple.el} is the file I looked at first, a long time ago.  As
17929 it happens some of the functions in @file{simple.el} are complicated,
17930 or at least look complicated at first sight.  The @code{open-line}
17931 function, for example, looks complicated.
17933 You may want to walk through this function slowly, as we did with the
17934 @code{forward-sentence} function.
17935 @ifnottex
17936 (@xref{forward-sentence}.)
17937 @end ifnottex
17938 @iftex
17939 (@xref{forward-sentence, , @code{forward-sentence}}.)
17940 @end iftex
17941 Or you may want to skip that function and look at another, such as
17942 @code{split-line}.  You don't need to read all the functions.
17943 According to @code{count-words-in-defun}, the @code{split-line}
17944 function contains 27 words and symbols.
17946 Even though it is short, @code{split-line} contains four expressions
17947 we have not studied: @code{skip-chars-forward}, @code{indent-to},
17948 @code{current-column} and @samp{?\n}.
17950 Consider the @code{skip-chars-forward} function.  (It is part of the
17951 function definition for @code{back-to-indentation}, which is shown in
17952 @ref{Review, , Review}.)
17954 In GNU Emacs, you can find out more about @code{skip-chars-forward} by
17955 typing @kbd{C-h f} (@code{describe-function}) and the name of the
17956 function.  This gives you the function documentation.
17958 You may be able to guess what is done by a well named function such as
17959 @code{indent-to}; or you can look it up, too.  Incidentally, the
17960 @code{describe-function} function itself is in @file{help.el}; it is
17961 one of those long, but decipherable functions.  You can look up
17962 @code{describe-function} using the @kbd{C-h f} command!
17964 In this instance, since the code is Lisp, the @file{*Help*} buffer
17965 contains the name of the library containing the function's source.
17966 You can put point over the name of the library and press the RET key,
17967 which in this situation is bound to @code{help-follow}, and be taken
17968 directly to the source, in the same way as @kbd{M-.}
17969 (@code{find-tag}).
17971 The definition for @code{describe-function} illustrates how to
17972 customize the @code{interactive} expression without using the standard
17973 character codes; and it shows how to create a temporary buffer.
17975 (The @code{indent-to} function is written in C rather than Emacs Lisp;
17976 it is a `built-in' function.  @code{help-follow} only provides you
17977 with the documentation of a built-in function; it does not take you to
17978 the source.  But @code{find-tag} will take you to the source, if
17979 properly set up.)
17981 You can look at a function's source using @code{find-tag}, which is
17982 bound to @kbd{M-.}  Finally, you can find out what the Reference
17983 Manual has to say by visiting the manual in Info, and typing @kbd{i}
17984 (@code{Info-index}) and the name of the function, or by looking up
17985 @code{skip-chars-forward} in the index to a printed copy of the
17986 manual.
17988 Similarly, you can find out what is meant by @samp{?\n}.  You can try
17989 using @code{Info-index} with @samp{?\n}.  It turns out that this
17990 action won't help; but don't give up.  If you search the index for
17991 @samp{\n} without the @samp{?}, you will be taken directly to the
17992 relevant section of the manual.  (@xref{Character Type, , Character
17993 Type, elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.  @samp{?\n} stands
17994 for the newline character.)
17996 Other interesting source files include @file{paragraphs.el},
17997 @file{loaddefs.el}, and @file{loadup.el}.  The @file{paragraphs.el}
17998 file includes short, easily understood functions as well as longer
17999 ones.  The @file{loaddefs.el} file contains the many standard
18000 autoloads and many keymaps.  I have never looked at it all; only at
18001 parts.  @file{loadup.el} is the file that loads the standard parts of
18002 Emacs; it tells you a great deal about how Emacs is built.
18003 (@xref{Building Emacs, , Building Emacs, elisp, The GNU Emacs Lisp
18004 Reference Manual}, for more about building.)
18006 As I said, you have learned some nuts and bolts; however, and very
18007 importantly, we have hardly touched major aspects of programming; I
18008 have said nothing about how to sort information, except to use the
18009 predefined @code{sort} function; I have said nothing about how to store
18010 information, except to use variables and lists; I have said nothing
18011 about how to write programs that write programs.  These are topics for
18012 another, and different kind of book, a different kind of learning.
18014 What you have done is learn enough for much practical work with GNU
18015 Emacs.  What you have done is get started.  This is the end of a
18016 beginning.
18018 @c ================ Appendix ================
18020 @node the-the, Kill Ring, Conclusion, Top
18021 @appendix The @code{the-the} Function
18022 @findex the-the
18023 @cindex Duplicated words function
18024 @cindex Words, duplicated
18026 Sometimes when you you write text, you duplicate words---as with ``you
18027 you'' near the beginning of this sentence.  I find that most
18028 frequently, I duplicate ``the''; hence, I call the function for
18029 detecting duplicated words, @code{the-the}.
18031 @need 1250
18032 As a first step, you could use the following regular expression to
18033 search for duplicates:
18035 @smallexample
18036 \\(\\w+[ \t\n]+\\)\\1
18037 @end smallexample
18039 @noindent
18040 This regexp matches one or more word-constituent characters followed
18041 by one or more spaces, tabs, or newlines.  However, it does not detect
18042 duplicated words on different lines, since the ending of the first
18043 word, the end of the line, is different from the ending of the second
18044 word, a space.  (For more information about regular expressions, see
18045 @ref{Regexp Search, , Regular Expression Searches}, as well as
18046 @ref{Regexps, , Syntax of Regular Expressions, emacs, The GNU Emacs
18047 Manual}, and @ref{Regular Expressions, , Regular Expressions, elisp,
18048 The GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
18050 You might try searching just for duplicated word-constituent
18051 characters but that does not work since the pattern detects doubles
18052 such as the two occurrences of `th' in `with the'.
18054 Another possible regexp searches for word-constituent characters
18055 followed by non-word-constituent characters, reduplicated.  Here,
18056 @w{@samp{\\w+}} matches one or more word-constituent characters and
18057 @w{@samp{\\W*}} matches zero or more non-word-constituent characters.
18059 @smallexample
18060 \\(\\(\\w+\\)\\W*\\)\\1
18061 @end smallexample
18063 @noindent
18064 Again, not useful.
18066 Here is the pattern that I use.  It is not perfect, but good enough.
18067 @w{@samp{\\b}} matches the empty string, provided it is at the beginning
18068 or end of a word; @w{@samp{[^@@ \n\t]+}} matches one or more occurrences of
18069 any characters that are @emph{not} an @@-sign, space, newline, or tab.
18071 @smallexample
18072 \\b\\([^@@ \n\t]+\\)[ \n\t]+\\1\\b
18073 @end smallexample
18075 One can write more complicated expressions, but I found that this
18076 expression is good enough, so I use it.
18078 Here is the @code{the-the} function, as I include it in my
18079 @file{.emacs} file, along with a handy global key binding:
18081 @smallexample
18082 @group
18083 (defun the-the ()
18084   "Search forward for for a duplicated word."
18085   (interactive)
18086   (message "Searching for for duplicated words ...")
18087   (push-mark)
18088 @end group
18089 @group
18090   ;; This regexp is not perfect
18091   ;; but is fairly good over all:
18092   (if (re-search-forward
18093        "\\b\\([^@@ \n\t]+\\)[ \n\t]+\\1\\b" nil 'move)
18094       (message "Found duplicated word.")
18095     (message "End of buffer")))
18096 @end group
18098 @group
18099 ;; Bind `the-the' to  C-c \
18100 (global-set-key "\C-c\\" 'the-the)
18101 @end group
18102 @end smallexample
18104 @sp 1
18105 Here is test text:
18107 @smallexample
18108 @group
18109 one two two three four five
18110 five six seven
18111 @end group
18112 @end smallexample
18114 You can substitute the other regular expressions shown above in the
18115 function definition and try each of them on this list.
18117 @node Kill Ring, Full Graph, the-the, Top
18118 @appendix Handling the Kill Ring
18119 @cindex Kill ring handling
18120 @cindex Handling the kill ring
18121 @cindex Ring, making a list like a
18123 The kill ring is a list that is transformed into a ring by the
18124 workings of the @code{rotate-yank-pointer} function.  The @code{yank}
18125 and @code{yank-pop} commands use the @code{rotate-yank-pointer}
18126 function.  This appendix describes the @code{rotate-yank-pointer}
18127 function as well as both the @code{yank} and the @code{yank-pop}
18128 commands.
18130 @menu
18131 * rotate-yank-pointer::         Move a pointer along a list and around.
18132 * yank::                        Paste a copy of a clipped element.
18133 * yank-pop::                    Insert first element pointed to.
18134 * ring file::
18135 @end menu
18137 @node rotate-yank-pointer, yank, Kill Ring, Kill Ring
18138 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18139 @appendixsec The @code{rotate-yank-pointer} Function
18140 @findex rotate-yank-pointer
18142 The @code{rotate-yank-pointer} function changes the element in the kill
18143 ring to which @code{kill-ring-yank-pointer} points.  For example, it can
18144 change  @code{kill-ring-yank-pointer} from pointing to the second
18145 element to point to the third element.
18147 @need 800
18148 Here is the code for @code{rotate-yank-pointer}:
18150 @smallexample
18151 @group
18152 (defun rotate-yank-pointer (arg)
18153   "Rotate the yanking point in the kill ring."
18154   (interactive "p")
18155   (let ((length (length kill-ring)))
18156 @end group
18157 @group
18158     (if (zerop length)
18159         ;; @r{then-part}
18160         (error "Kill ring is empty")
18161 @end group
18162 @group
18163       ;; @r{else-part}
18164       (setq kill-ring-yank-pointer
18165             (nthcdr (% (+ arg
18166                           (- length
18167                              (length
18168                               kill-ring-yank-pointer)))
18169                        length)
18170                     kill-ring)))))
18171 @end group
18172 @end smallexample
18174 @menu
18175 * Understanding rotate-yk-ptr::
18176 * rotate-yk-ptr body::          The body of @code{rotate-yank-pointer}.
18177 @end menu
18179 @node Understanding rotate-yk-ptr, rotate-yk-ptr body, rotate-yank-pointer, rotate-yank-pointer
18180 @ifnottex
18181 @unnumberedsubsec @code{rotate-yank-pointer} in Outline
18182 @end ifnottex
18184 The @code{rotate-yank-pointer} function looks complex, but as usual,
18185 it can be understood by taking it apart piece by piece.  First look at
18186 it in skeletal form:
18188 @smallexample
18189 @group
18190 (defun rotate-yank-pointer (arg)
18191   "Rotate the yanking point in the kill ring."
18192   (interactive "p")
18193   (let @var{varlist}
18194     @var{body}@dots{})
18195 @end group
18196 @end smallexample
18198 This function takes one argument, called @code{arg}.  It has a brief
18199 documentation string; and it is interactive with a small @samp{p}, which
18200 means that the argument must be a processed prefix passed to the
18201 function as a number.
18203 The body of the function definition is a @code{let} expression, which
18204 itself has a body as well as a @var{varlist}.
18206 The @code{let} expression declares a variable that will be only usable
18207 within the bounds of this function.  This variable is called
18208 @code{length} and is bound to a value that is equal to the number of
18209 items in the kill ring.  This is done by using the function called
18210 @code{length}.  (Note that this function has the same name as the
18211 variable called @code{length}; but one use of the word is to name the
18212 function and the other is to name the variable.  The two are quite
18213 distinct.  Similarly, an English speaker will distinguish between the
18214 meanings of the word @samp{ship} when he says: "I must ship this package
18215 immediately." and "I must get aboard the ship immediately.")
18217 The function @code{length} tells the number of items there are in a list,
18218 so @code{(length kill-ring)} returns the number of items there are in the
18219 kill ring.
18221 @node rotate-yk-ptr body,  , Understanding rotate-yk-ptr, rotate-yank-pointer
18222 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18223 @appendixsubsec The Body of @code{rotate-yank-pointer}
18225 The body of @code{rotate-yank-pointer} is a @code{let} expression and
18226 the body of the @code{let} expression is an @code{if} expression.
18228 The purpose of the @code{if} expression is to find out whether there is
18229 anything in the kill ring.  If the kill ring is empty, the @code{error}
18230 function stops evaluation of the function and prints a message in the
18231 echo area.  On the other hand, if the kill ring has something in it, the
18232 work of the function is done.
18234 Here is the if-part and then-part of the @code{if} expression:
18236 @findex zerop
18237 @findex error
18238 @smallexample
18239 @group
18240 (if (zerop length)                      ; @r{if-part}
18241     (error "Kill ring is empty")        ; @r{then-part}
18242   @dots{}
18243 @end group
18244 @end smallexample
18246 @noindent
18247 If there is not anything in the kill ring, its length must be zero and
18248 an error message sent to the user: @samp{Kill ring is empty}.  The
18249 @code{if} expression uses the function @code{zerop} which returns true
18250 if the value it is testing is zero.  When @code{zerop} tests true, the
18251 then-part of the @code{if} is evaluated.  The then-part is a list
18252 starting with the function @code{error}, which is a function that is
18253 similar to the @code{message} function (@pxref{message}), in that it
18254 prints a one-line message in the echo area.  However, in addition to
18255 printing a message, @code{error} also stops evaluation of the function
18256 within which it is embedded.  This means that the rest of the function
18257 will not be evaluated if the length of the kill ring is zero.
18259 @menu
18260 * Digression concerning error::  How to mislead humans, but not computers.
18261 * rotate-yk-ptr else-part::     The else-part of the @code{if} expression.
18262 * Remainder Function::          The remainder, @code{%}, function.
18263 * rotate-yk-ptr remainder::     Using @code{%} in @code{rotate-yank-pointer}.
18264 * kill-rng-yk-ptr last elt::    Pointing to the last element.
18265 @end menu
18267 @node Digression concerning error, rotate-yk-ptr else-part, rotate-yk-ptr body, rotate-yk-ptr body
18268 @ifnottex
18269 @unnumberedsubsubsec Digression about the word `error'
18270 @end ifnottex
18272 (In my opinion, it is slightly misleading, at least to humans, to use
18273 the term `error' as the name of the @code{error} function.  A better
18274 term would be `cancel'.  Strictly speaking, of course, you cannot
18275 point to, much less rotate a pointer to a list that has no length, so
18276 from the point of view of the computer, the word `error' is correct.
18277 But a human expects to attempt this sort of thing, if only to find out
18278 whether the kill ring is full or empty.  This is an act of
18279 exploration.
18281 (From the human point of view, the act of exploration and discovery is
18282 not necessarily an error, and therefore should not be labelled as one,
18283 even in the bowels of a computer.  As it is, the code in Emacs implies
18284 that a human who is acting virtuously, by exploring his or her
18285 environment, is making an error.  This is bad.  Even though the computer
18286 takes the same steps as it does when there is an `error', a term such as
18287 `cancel' would have a clearer connotation.)
18289 @node rotate-yk-ptr else-part, Remainder Function, Digression concerning error, rotate-yk-ptr body
18290 @unnumberedsubsubsec The else-part of the @code{if} expression
18292 The else-part of the @code{if} expression is dedicated to setting the
18293 value of @code{kill-ring-yank-pointer} when the kill ring has something
18294 in it.  The code looks like this:
18296 @smallexample
18297 @group
18298 (setq kill-ring-yank-pointer
18299       (nthcdr (% (+ arg
18300                     (- length
18301                        (length kill-ring-yank-pointer)))
18302                  length)
18303               kill-ring)))))
18304 @end group
18305 @end smallexample
18307 This needs some examination.  Clearly, @code{kill-ring-yank-pointer}
18308 is being set to be equal to some @sc{cdr} of the kill ring, using the
18309 @code{nthcdr} function that is described in an earlier section.
18310 (@xref{copy-region-as-kill}.)  But exactly how does it do this?
18312 Before looking at the details of the code let's first consider the
18313 purpose of the @code{rotate-yank-pointer} function.
18315 The @code{rotate-yank-pointer} function changes what
18316 @code{kill-ring-yank-pointer} points to.  If
18317 @code{kill-ring-yank-pointer} starts by pointing to the first element
18318 of a list, a call to @code{rotate-yank-pointer} causes it to point to
18319 the second element; and if @code{kill-ring-yank-pointer} points to the
18320 second element, a call to @code{rotate-yank-pointer} causes it to
18321 point to the third element.  (And if @code{rotate-yank-pointer} is
18322 given an argument greater than 1, it jumps the pointer that many
18323 elements.)
18325 The @code{rotate-yank-pointer} function uses @code{setq} to reset what
18326 the @code{kill-ring-yank-pointer} points to.  If
18327 @code{kill-ring-yank-pointer} points to the first element of the kill
18328 ring, then, in the simplest case, the @code{rotate-yank-pointer}
18329 function must cause it to point to the second element.  Put another
18330 way, @code{kill-ring-yank-pointer} must be reset to have a value equal
18331 to the @sc{cdr} of the kill ring.
18333 @need 1250
18334 That is, under these circumstances,
18336 @smallexample
18337 @group
18338 (setq kill-ring-yank-pointer
18339    ("some text" "a different piece of text" "yet more text"))
18341 (setq kill-ring
18342    ("some text" "a different piece of text" "yet more text"))
18343 @end group
18344 @end smallexample
18346 @need 800
18347 @noindent
18348 the code should do this:
18350 @smallexample
18351 (setq kill-ring-yank-pointer (cdr kill-ring))
18352 @end smallexample
18354 @need 1000
18355 @noindent
18356 As a result, the @code{kill-ring-yank-pointer} will look like this:
18358 @smallexample
18359 @group
18360 kill-ring-yank-pointer
18361      @result{} ("a different piece of text" "yet more text"))
18362 @end group
18363 @end smallexample
18365 The actual @code{setq} expression uses the @code{nthcdr} function to do
18366 the job.
18368 As we have seen before (@pxref{nthcdr}), the @code{nthcdr} function
18369 works by repeatedly taking the @sc{cdr} of a list---it takes the
18370 @sc{cdr} of the @sc{cdr} of the @sc{cdr} @dots{}
18372 @need 800
18373 The two following expressions produce the same result:
18375 @smallexample
18376 @group
18377 (setq kill-ring-yank-pointer (cdr kill-ring))
18379 (setq kill-ring-yank-pointer (nthcdr 1 kill-ring))
18380 @end group
18381 @end smallexample
18383 In the @code{rotate-yank-pointer} function, however, the first
18384 argument to @code{nthcdr} is a rather complex looking expression with
18385 lots of arithmetic inside of it:
18387 @smallexample
18388 @group
18389 (% (+ arg
18390       (- length
18391          (length kill-ring-yank-pointer)))
18392    length)
18393 @end group
18394 @end smallexample
18396 As usual, we need to look at the most deeply embedded expression first
18397 and then work our way towards the light.
18399 The most deeply embedded expression is @code{(length
18400 kill-ring-yank-pointer)}.  This finds the length of the current value of
18401 the @code{kill-ring-yank-pointer}.  (Remember that the
18402 @code{kill-ring-yank-pointer} is the name of a variable whose value is a
18403 list.)
18405 @need 800
18406 The measurement of the length is inside the expression:
18408 @smallexample
18409 (- length (length kill-ring-yank-pointer))
18410 @end smallexample
18412 @noindent
18413 In this expression, the first @code{length} is the variable that was
18414 assigned the length of the kill ring in the @code{let} statement at the
18415 beginning of the function.  (One might think this function would be
18416 clearer if the variable @code{length} were named
18417 @code{length-of-kill-ring} instead; but if you look at the text of the
18418 whole function, you will see that it is so short that naming this
18419 variable @code{length} is not a bother, unless you are pulling the
18420 function apart into very tiny pieces as we are doing here.)
18422 So the line @code{(- length (length kill-ring-yank-pointer))} tells the
18423 difference between the length of the kill ring and the length of the list
18424 whose name is @code{kill-ring-yank-pointer}.
18426 To see how all this fits into the @code{rotate-yank-pointer}
18427 function, let's begin by analyzing the case where
18428 @code{kill-ring-yank-pointer} points to the first element of the kill
18429 ring, just as @code{kill-ring} does, and see what happens when
18430 @code{rotate-yank-pointer} is called with an argument of 1.
18432 The variable @code{length} and the value of the expression
18433 @code{(length kill-ring-yank-pointer)} will be the same since the
18434 variable @code{length} is the length of the kill ring and the
18435 @code{kill-ring-yank-pointer} is pointing to the whole kill ring.
18436 Consequently, the value of
18438 @smallexample
18439 (- length (length kill-ring-yank-pointer))
18440 @end smallexample
18442 @noindent
18443 will be zero.  Since the value of @code{arg} will be 1, this will mean
18444 that the value of the whole expression
18446 @smallexample
18447 (+ arg (- length (length kill-ring-yank-pointer)))
18448 @end smallexample
18450 @noindent
18451 will be 1.
18453 @need 1200
18454 Consequently, the argument to @code{nthcdr} will be found as the result of
18455 the expression
18457 @smallexample
18458 (% 1 length)
18459 @end smallexample
18461 @node Remainder Function, rotate-yk-ptr remainder, rotate-yk-ptr else-part, rotate-yk-ptr body
18462 @unnumberedsubsubsec The @code{%} remainder function
18464 To understand @code{(% 1 length)}, we need to understand @code{%}.
18465 According to its documentation (which I just found by typing @kbd{C-h
18466 f @kbd{%} @key{RET}}), the @code{%} function returns the remainder of
18467 its first argument divided by its second argument.  For example, the
18468 remainder of 5 divided by 2 is 1.  (2 goes into 5 twice with a
18469 remainder of 1.)
18471 What surprises people who don't often do arithmetic is that a smaller
18472 number can be divided by a larger number and have a remainder.  In the
18473 example we just used, 5 was divided by 2.  We can reverse that and ask,
18474 what is the result of dividing 2 by 5?  If you can use fractions, the
18475 answer is obviously 2/5 or .4; but if, as here, you can only use whole
18476 numbers, the result has to be something different.  Clearly, 5 can go into
18477 2 zero times, but what of the remainder?  To see what the answer is,
18478 consider a case that has to be familiar from childhood:
18480 @itemize @bullet
18481 @item
18482 5 divided by 5 is 1 with a remainder of 0;
18484 @item
18485 6 divided by 5 is 1 with a remainder of 1;
18487 @item
18488 7 divided by 5 is 1 with a remainder of 2.
18490 @item
18491 Similarly, 10 divided by 5 is 2 with a remainder of 0;
18493 @item
18494 11 divided by 5 is 2 with a remainder of 1;
18496 @item
18497 12 divided by 5 is 1 with a remainder of 2.
18498 @end itemize
18500 @need 1250
18501 @noindent
18502 By considering the cases as parallel, we can see that
18504 @itemize @bullet
18505 @item
18506 zero divided by 5 must be zero with a remainder of zero;
18508 @item
18509 1 divided by 5 must be zero with a remainder of 1;
18511 @item
18512 2 divided by 5 must be zero with a remainder of 2;
18513 @end itemize
18515 @noindent
18516 and so on.
18518 @need 1250
18519 So, in this code, if the value of @code{length} is 5, then the result of
18520 evaluating
18522 @smallexample
18523 (% 1 5)
18524 @end smallexample
18526 @noindent
18527 is 1.  (I just checked this by placing the cursor after the expression
18528 and typing @kbd{C-x C-e}.  Indeed, 1 is printed in the echo area.)
18530 @need 2000
18531 @node rotate-yk-ptr remainder, kill-rng-yk-ptr last elt, Remainder Function, rotate-yk-ptr body
18532 @unnumberedsubsubsec Using @code{%} in @code{rotate-yank-pointer}
18534 When the @code{kill-ring-yank-pointer} points to the
18535 beginning of the kill ring, and the argument passed to
18536 @code{rotate-yank-pointer} is 1, the @code{%} expression returns 1:
18538 @smallexample
18539 @group
18540 (- length (length kill-ring-yank-pointer))
18541      @result{} 0
18542 @end group
18543 @end smallexample
18545 @need 1250
18546 @noindent
18547 therefore,
18549 @smallexample
18550 @group
18551 (+ arg (- length (length kill-ring-yank-pointer)))
18552      @result{} 1
18553 @end group
18554 @end smallexample
18556 @need 1250
18557 @noindent
18558 and consequently:
18560 @smallexample
18561 @group
18562 (% (+ arg (- length (length kill-ring-yank-pointer)))
18563    length)
18564      @result{} 1
18565 @end group
18566 @end smallexample
18568 @noindent
18569 regardless of the value of @code{length}.
18571 @need 1250
18572 @noindent
18573 As a result of this, the @code{setq kill-ring-yank-pointer} expression
18574 simplifies to:
18576 @smallexample
18577 (setq kill-ring-yank-pointer (nthcdr 1 kill-ring))
18578 @end smallexample
18580 @noindent
18581 What it does is now easy to understand.  Instead of pointing as it did
18582 to the first element of the kill ring, the
18583 @code{kill-ring-yank-pointer} is set to point to the second element.
18585 Clearly, if the argument passed to @code{rotate-yank-pointer} is two, then
18586 the @code{kill-ring-yank-pointer} is set to @code{(nthcdr 2 kill-ring)};
18587 and so on for different values of the argument.
18589 Similarly, if the @code{kill-ring-yank-pointer} starts out pointing to
18590 the second element of the kill ring, its length is shorter than the
18591 length of the kill ring by 1, so the computation of the remainder is
18592 based on the expression @code{(% (+ arg 1) length)}.  This means that
18593 the @code{kill-ring-yank-pointer} is moved from the second element of
18594 the kill ring to the third element if the argument passed to
18595 @code{rotate-yank-pointer} is 1.
18597 @node kill-rng-yk-ptr last elt,  , rotate-yk-ptr remainder, rotate-yk-ptr body
18598 @unnumberedsubsubsec Pointing to the last element
18600 The final question is, what happens if the @code{kill-ring-yank-pointer}
18601 is set to the @emph{last} element of the kill ring?  Will a call to
18602 @code{rotate-yank-pointer} mean that nothing more can be taken from the
18603 kill ring?  The answer is no.  What happens is different and useful.
18604 The @code{kill-ring-yank-pointer} is set to point to the beginning of
18605 the kill ring instead.
18607 Let's see how this works by looking at the code, assuming the length of the
18608 kill ring is 5 and the argument passed to @code{rotate-yank-pointer} is 1.
18609 When the @code{kill-ring-yank-pointer} points to the last element of
18610 the kill ring, its length is 1.  The code looks like this:
18612 @smallexample
18613 (% (+ arg (- length (length kill-ring-yank-pointer))) length)
18614 @end smallexample
18616 @need 1250
18617 When the variables are replaced by their numeric values, the expression
18618 looks like this:
18620 @smallexample
18621 (% (+ 1 (- 5 1)) 5)
18622 @end smallexample
18624 @noindent
18625 This expression can be evaluated by looking at the most embedded inner
18626 expression first and working outwards:  The value of @code{(- 5 1)} is 4;
18627 the sum of @code{(+ 1 4)} is 5; and the remainder of dividing 5 by 5 is
18628 zero.  So what @code{rotate-yank-pointer} will do is
18630 @smallexample
18631 (setq kill-ring-yank-pointer (nthcdr 0 kill-ring))
18632 @end smallexample
18634 @noindent
18635 which will set the @code{kill-ring-yank-pointer} to point to the beginning
18636 of the kill ring.
18638 So what happens with successive calls to @code{rotate-yank-pointer} is that
18639 it moves the @code{kill-ring-yank-pointer} from element to element in the
18640 kill ring until it reaches the end; then it jumps back to the beginning.
18641 And this is why the kill ring is called a ring, since by jumping back to
18642 the beginning, it is as if the list has no end!  (And what is a ring, but
18643 an entity with no end?)
18645 @node yank, yank-pop, rotate-yank-pointer, Kill Ring
18646 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18647 @appendixsec @code{yank}
18648 @findex yank
18650 After learning about @code{rotate-yank-pointer}, the code for the
18651 @code{yank} function is almost easy.  It has only one tricky part, which is
18652 the computation of the argument to be passed to @code{rotate-yank-pointer}.
18654 @need 1250
18655 The code looks like this:
18657 @smallexample
18658 @group
18659 (defun yank (&optional arg)
18660   "Reinsert the last stretch of killed text.
18661 More precisely, reinsert the stretch of killed text most
18662 recently killed OR yanked.
18663 With just C-U as argument, same but put point in front
18664 (and mark at end).  With argument n, reinsert the nth
18665 most recently killed stretch of killed text.
18666 See also the command \\[yank-pop]."
18667 @end group
18668 @group
18670   (interactive "*P")
18671   (rotate-yank-pointer (if (listp arg) 0
18672                          (if (eq arg '-) -1
18673                            (1- arg))))
18674   (push-mark (point))
18675   (insert (car kill-ring-yank-pointer))
18676   (if (consp arg)
18677       (exchange-point-and-mark)))
18678 @end group
18679 @end smallexample
18681 Glancing over this code, we can understand the last few lines readily
18682 enough.  The mark is pushed, that is, remembered; then the first element
18683 (the @sc{car}) of what the @code{kill-ring-yank-pointer} points to is
18684 inserted; and then, if the argument passed the function is a
18685 @code{cons}, point and mark are exchanged so the point is put in the
18686 front of the inserted text rather than at the end.  This option is
18687 explained in the documentation.  The function itself is interactive with
18688 @code{"*P"}.  This means it will not work on a read-only buffer, and that
18689 the unprocessed prefix argument is passed to the function.
18691 @menu
18692 * rotate-yk-ptr arg::           Pass the argument to @code{rotate-yank-pointer}.
18693 * rotate-yk-ptr negative arg::  Pass a negative argument.
18694 @end menu
18696 @node rotate-yk-ptr arg, rotate-yk-ptr negative arg, yank, yank
18697 @unnumberedsubsubsec Passing the argument
18699 The hard part of @code{yank} is understanding the computation that
18700 determines the value of the argument passed to
18701 @code{rotate-yank-pointer}.  Fortunately, it is not so difficult as it
18702 looks at first sight.
18704 What happens is that the result of evaluating one or both of the
18705 @code{if} expressions will be a number and that number will be the
18706 argument passed to @code{rotate-yank-pointer}.
18708 @need 1250
18709 Laid out with comments, the code looks like this:
18711 @smallexample
18712 @group
18713 (if (listp arg)                         ; @r{if-part}
18714     0                                   ; @r{then-part}
18715   (if (eq arg '-)                       ; @r{else-part, inner if}
18716       -1                                ; @r{inner if's then-part}
18717     (1- arg))))                         ; @r{inner if's else-part}
18718 @end group
18719 @end smallexample
18721 @noindent
18722 This code consists of two @code{if} expression, one the else-part of
18723 the other.
18725 The first or outer @code{if} expression tests whether the argument
18726 passed to @code{yank} is a list.  Oddly enough, this will be true if
18727 @code{yank} is called without an argument---because then it will be
18728 passed the value of @code{nil} for the optional argument and an
18729 evaluation of @code{(listp nil)} returns true!  So, if no argument is
18730 passed to @code{yank}, the argument passed to
18731 @code{rotate-yank-pointer} inside of @code{yank} is zero.  This means
18732 the pointer is not moved and the first element to which
18733 @code{kill-ring-yank-pointer} points is inserted, as we expect.
18734 Similarly, if the argument for @code{yank} is @kbd{C-u}, this will be
18735 read as a list, so again, a zero will be passed to
18736 @code{rotate-yank-pointer}.  (@kbd{C-u} produces an unprocessed prefix
18737 argument of @code{(4)}, which is a list of one element.)  At the same
18738 time, later in the function, this argument will be read as a
18739 @code{cons} so point will be put in the front and mark at the end of
18740 the insertion.  (The @code{P} argument to @code{interactive} is
18741 designed to provide these values for the case when an optional
18742 argument is not provided or when it is @kbd{C-u}.)
18744 The then-part of the outer @code{if} expression handles the case when
18745 there is no argument or when it is @kbd{C-u}.  The else-part handles the
18746 other situations.  The else-part is itself another @code{if} expression.
18748 The inner @code{if} expression tests whether the argument is a minus
18749 sign.  (This is done by pressing the @key{META} and @kbd{-} keys at the
18750 same time, or the @key{ESC} key and then the @kbd{-} key).  In this
18751 case, the @code{rotate-yank-pointer} function is passed @kbd{-1} as an
18752 argument.  This moves the @code{kill-ring-yank-pointer} backwards, which
18753 is what is desired.
18755 If the true-or-false-test of the inner @code{if} expression is false
18756 (that is, if the argument is not a minus sign), the else-part of the
18757 expression is evaluated.  This is the expression @code{(1- arg)}.
18758 Because of the two @code{if} expressions, it will only occur when the
18759 argument is a positive number or when it is a negative number (not
18760 just a minus sign on its own).  What @code{(1- arg)} does is decrement
18761 the number and return it.  (The @code{1-} function subtracts one from
18762 its argument.)  This means that if the argument to
18763 @code{rotate-yank-pointer} is 1, it is reduced to zero, which means
18764 the first element to which @code{kill-ring-yank-pointer} points is
18765 yanked back, as you would expect.
18767 @node rotate-yk-ptr negative arg,  , rotate-yk-ptr arg, yank
18768 @unnumberedsubsubsec Passing a negative argument
18770 Finally, the question arises, what happens if either the remainder
18771 function, @code{%}, or the @code{nthcdr} function is passed a negative
18772 argument, as they quite well may?
18774 The answers can be found by a quick test.  When @code{(% -1 5)} is
18775 evaluated, a negative number is returned; and if @code{nthcdr} is
18776 called with a negative number, it returns the same value as if it were
18777 called with a first argument of zero.  This can be seen by evaluating
18778 the following code.
18780 Here the @samp{@result{}} points to the result of evaluating the code
18781 preceding it.  This was done by positioning the cursor after the code
18782 and typing @kbd{C-x C-e} (@code{eval-last-sexp}) in the usual fashion.
18783 You can do this if you are reading this in Info inside of GNU Emacs.
18785 @smallexample
18786 @group
18787 (% -1 5)
18788      @result{} -1
18789 @end group
18791 @group
18792 (setq animals '(cats dogs elephants))
18793      @result{} (cats dogs elephants)
18794 @end group
18796 @group
18797 (nthcdr 1 animals)
18798      @result{} (dogs elephants)
18799 @end group
18801 @group
18802 (nthcdr 0 animals)
18803      @result{} (cats dogs elephants)
18804 @end group
18806 @group
18807 (nthcdr -1 animals)
18808      @result{} (cats dogs elephants)
18809 @end group
18810 @end smallexample
18812 So, if a minus sign or a negative number is passed to @code{yank}, the
18813 @code{kill-ring-yank-point} is rotated backwards until it reaches the
18814 beginning of the list.  Then it stays there.  Unlike the other case,
18815 when it jumps from the end of the list to the beginning of the list,
18816 making a ring, it stops.  This makes sense.  You often want to get back
18817 to the most recently clipped out piece of text, but you don't usually
18818 want to insert text from as many as thirty kill commands ago.  So you
18819 need to work through the ring to get to the end, but won't cycle around
18820 it inadvertently if you are trying to come back to the beginning.
18822 Incidentally, any number passed to @code{yank} with a minus sign
18823 preceding it will be treated as @minus{}1.  This is evidently a
18824 simplification for writing the program.  You don't need to jump back
18825 towards the beginning of the kill ring more than one place at a time
18826 and doing this is easier than writing a function to determine the
18827 magnitude of the number that follows the minus sign.
18829 @node yank-pop, ring file, yank, Kill Ring
18830 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18831 @appendixsec @code{yank-pop}
18832 @findex yank-pop
18834 After understanding @code{yank}, the @code{yank-pop} function is easy.
18835 Leaving out the documentation to save space, it looks like this:
18837 @smallexample
18838 @group
18839 (defun yank-pop (arg)
18840   (interactive "*p")
18841   (if (not (eq last-command 'yank))
18842       (error "Previous command was not a yank"))
18843 @end group
18844 @group
18845   (setq this-command 'yank)
18846   (let ((before (< (point) (mark))))
18847     (delete-region (point) (mark))
18848     (rotate-yank-pointer arg)
18849 @end group
18850 @group
18851     (set-mark (point))
18852     (insert (car kill-ring-yank-pointer))
18853     (if before (exchange-point-and-mark))))
18854 @end group
18855 @end smallexample
18857 The function is interactive with a small @samp{p} so the prefix
18858 argument is processed and passed to the function.  The command can
18859 only be used after a previous yank; otherwise an error message is
18860 sent.  This check uses the variable @code{last-command} which is
18861 discussed elsewhere.  (@xref{copy-region-as-kill}.)
18863 The @code{let} clause sets the variable @code{before} to true or false
18864 depending whether point is before or after mark and then the region
18865 between point and mark is deleted.  This is the region that was just
18866 inserted by the previous yank and it is this text that will be
18867 replaced.  Next the @code{kill-ring-yank-pointer} is rotated so that
18868 the previously inserted text is not reinserted yet again.  Mark is set
18869 at the beginning of the place the new text will be inserted and then
18870 the first element to which @code{kill-ring-yank-pointer} points is
18871 inserted.  This leaves point after the new text.  If in the previous
18872 yank, point was left before the inserted text, point and mark are now
18873 exchanged so point is again left in front of the newly inserted text.
18874 That is all there is to it!
18876 @node ring file,  , yank-pop, Kill Ring
18877 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18878 @appendixsec The @file{ring.el} File
18879 @cindex @file{ring.el} file
18881 Interestingly, GNU Emacs posses a file called @file{ring.el} that
18882 provides many of the features we just discussed.  But functions such
18883 as @code{kill-ring-yank-pointer} do not use this library, possibly
18884 because they were written earlier.
18886 @node Full Graph, Free Software and Free Manuals, Kill Ring, Top
18887 @appendix A Graph with Labelled Axes
18889 Printed axes help you understand a graph.  They convey scale.  In an
18890 earlier chapter (@pxref{Readying a Graph, ,  Readying a Graph}), we
18891 wrote the code to print the body of a graph.  Here we write the code
18892 for printing and labelling vertical and horizontal axes, along with the
18893 body itself.
18895 @menu
18896 * Labelled Example::
18897 * print-graph Varlist::         @code{let} expression in @code{print-graph}.
18898 * print-Y-axis::                Print a label for the vertical axis.
18899 * print-X-axis::                Print a horizontal label.
18900 * Print Whole Graph::           The function to print a complete graph.
18901 @end menu
18903 @node Labelled Example, print-graph Varlist, Full Graph, Full Graph
18904 @ifnottex
18905 @unnumberedsec Labelled Example Graph
18906 @end ifnottex
18908 Since insertions fill a buffer to the right and below point, the new
18909 graph printing function should first print the Y or vertical axis,
18910 then the body of the graph, and finally the X or horizontal axis.
18911 This sequence lays out for us the contents of the function:
18913 @enumerate
18914 @item
18915 Set up code.
18917 @item
18918 Print Y axis.
18920 @item
18921 Print body of graph.
18923 @item
18924 Print X axis.
18925 @end enumerate
18927 @need 800
18928 Here is an example of how a finished graph should look:
18930 @smallexample
18931 @group
18932     10 -
18933                   *
18934                   *  *
18935                   *  **
18936                   *  ***
18937      5 -      *   *******
18938             * *** *******
18939             *************
18940           ***************
18941      1 - ****************
18942          |   |    |    |
18943          1   5   10   15
18944 @end group
18945 @end smallexample
18947 @noindent
18948 In this graph, both the vertical and the horizontal axes are labelled
18949 with numbers.  However, in some graphs, the horizontal axis is time
18950 and would be better labelled with months, like this:
18952 @smallexample
18953 @group
18954      5 -      *
18955             * ** *
18956             *******
18957           ********** **
18958      1 - **************
18959          |    ^      |
18960          Jan  June   Jan
18961 @end group
18962 @end smallexample
18964 Indeed, with a little thought, we can easily come up with a variety of
18965 vertical and horizontal labelling schemes.  Our task could become
18966 complicated.  But complications breed confusion.  Rather than permit
18967 this, it is better choose a simple labelling scheme for our first
18968 effort, and to modify or replace it later.
18970 @need 1200
18971 These considerations suggest the following outline for the
18972 @code{print-graph} function:
18974 @smallexample
18975 @group
18976 (defun print-graph (numbers-list)
18977   "@var{documentation}@dots{}"
18978   (let ((height  @dots{}
18979         @dots{}))
18980 @end group
18981 @group
18982     (print-Y-axis height @dots{} )
18983     (graph-body-print numbers-list)
18984     (print-X-axis @dots{} )))
18985 @end group
18986 @end smallexample
18988 We can work on each part of the @code{print-graph} function definition
18989 in turn.
18991 @node print-graph Varlist, print-Y-axis, Labelled Example, Full Graph
18992 @comment  node-name,  next,  previous,  up
18993 @appendixsec The @code{print-graph} Varlist
18994 @cindex @code{print-graph} varlist
18996 In writing the @code{print-graph} function, the first task is to write
18997 the varlist in the @code{let} expression.  (We will leave aside for the
18998 moment any thoughts about making the function interactive or about the
18999 contents of its documentation string.)
19001 The varlist should set several values.  Clearly, the top of the label
19002 for the vertical axis must be at least the height of the graph, which
19003 means that we must obtain this information here.  Note that the
19004 @code{print-graph-body} function also requires this information.  There
19005 is no reason to calculate the height of the graph in two different
19006 places, so we should change @code{print-graph-body} from the way we
19007 defined it earlier to take advantage of the calculation.
19009 Similarly, both the function for printing the X axis labels and the
19010 @code{print-graph-body} function need to learn the value of the width of
19011 each symbol.  We can perform the calculation here and change the
19012 definition for @code{print-graph-body} from the way we defined it in the
19013 previous chapter.
19015 The length of the label for the horizontal axis must be at least as long
19016 as the graph.  However, this information is used only in the function
19017 that prints the horizontal axis, so it does not need to be calculated here.
19019 These thoughts lead us directly to the following form for the varlist
19020 in the @code{let} for @code{print-graph}:
19022 @smallexample
19023 @group
19024 (let ((height (apply 'max numbers-list)) ; @r{First version.}
19025       (symbol-width (length graph-blank)))
19026 @end group
19027 @end smallexample
19029 @noindent
19030 As we shall see, this expression is not quite right.
19032 @need 2000
19033 @node print-Y-axis, print-X-axis, print-graph Varlist, Full Graph
19034 @comment  node-name,  next,  previous,  up
19035 @appendixsec The @code{print-Y-axis} Function
19036 @cindex Axis, print vertical
19037 @cindex Y axis printing
19038 @cindex Vertical axis printing
19039 @cindex Print vertical axis
19041 The job of the @code{print-Y-axis} function is to print a label for
19042 the vertical axis that looks like this:
19044 @smallexample
19045 @group
19046     10 -
19051      5 -
19055      1 -
19056 @end group
19057 @end smallexample
19059 @noindent
19060 The function should be passed the height of the graph, and then should
19061 construct and insert the appropriate numbers and marks.
19063 It is easy enough to see in the figure what the Y axis label should
19064 look like; but to say in words, and then to write a function
19065 definition to do the job is another matter.  It is not quite true to
19066 say that we want a number and a tic every five lines: there are only
19067 three lines between the @samp{1} and the @samp{5} (lines 2, 3, and 4),
19068 but four lines between the @samp{5} and the @samp{10} (lines 6, 7, 8,
19069 and 9).  It is better to say that we want a number and a tic mark on
19070 the base line (number 1) and then that we want a number and a tic on
19071 the fifth line from the bottom and on every line that is a multiple of
19072 five.
19074 @menu
19075 * Height of label::             What height for the Y axis?
19076 * Compute a Remainder::         How to compute the remainder of a division.
19077 * Y Axis Element::              Construct a line for the Y axis.
19078 * Y-axis-column::               Generate a list of Y axis labels.
19079 * print-Y-axis Penultimate::    A not quite final version.
19080 @end menu
19082 @node Height of label, Compute a Remainder, print-Y-axis, print-Y-axis
19083 @ifnottex
19084 @unnumberedsubsec What height should the label be?
19085 @end ifnottex
19087 The next issue is what height the label should be?  Suppose the maximum
19088 height of tallest column of the graph is seven.  Should the highest
19089 label on the Y axis be @samp{5 -}, and should the graph stick up above
19090 the label?  Or should the highest label be @samp{7 -}, and mark the peak
19091 of the graph?  Or should the highest label be @code{10 -}, which is a
19092 multiple of five, and be higher than the topmost value of the graph?
19094 The latter form is preferred.  Most graphs are drawn within rectangles
19095 whose sides are an integral number of steps long---5, 10, 15, and so
19096 on for a step distance of five.  But as soon as we decide to use a
19097 step height for the vertical axis, we discover that the simple
19098 expression in the varlist for computing the height is wrong.  The
19099 expression is @code{(apply 'max numbers-list)}.  This returns the
19100 precise height, not the maximum height plus whatever is necessary to
19101 round up to the nearest multiple of five.  A more complex expression
19102 is required.
19104 As usual in cases like this, a complex problem becomes simpler if it is
19105 divided into several smaller problems.
19107 First, consider the case when the highest value of the graph is an
19108 integral multiple of five---when it is 5, 10, 15, or some higher
19109 multiple of five.  We can use this value as the Y axis height.
19111 A fairly simply way to determine whether a number is a multiple of
19112 five is to divide it by five and see if the division results in a
19113 remainder.  If there is no remainder, the number is a multiple of
19114 five.  Thus, seven divided by five has a remainder of two, and seven
19115 is not an integral multiple of five.  Put in slightly different
19116 language, more reminiscent of the classroom, five goes into seven
19117 once, with a remainder of two.  However, five goes into ten twice,
19118 with no remainder: ten is an integral multiple of five.
19120 @node Compute a Remainder, Y Axis Element, Height of label, print-Y-axis
19121 @appendixsubsec Side Trip: Compute a Remainder
19123 @findex % @r{(remainder function)}
19124 @cindex Remainder function, @code{%}
19125 In Lisp, the function for computing a remainder is @code{%}.  The
19126 function returns the remainder of its first argument divided by its
19127 second argument.  As it happens, @code{%} is a function in Emacs Lisp
19128 that you cannot discover using @code{apropos}: you find nothing if you
19129 type @kbd{M-x apropos @key{RET} remainder @key{RET}}.  The only way to
19130 learn of the existence of @code{%} is to read about it in a book such
19131 as this or in the Emacs Lisp sources.  The @code{%} function is used
19132 in the code for @code{rotate-yank-pointer}, which is described in an
19133 appendix.  (@xref{rotate-yk-ptr body, , The Body of
19134 @code{rotate-yank-pointer}}.)
19136 You can try the @code{%} function by evaluating the following two
19137 expressions:
19139 @smallexample
19140 @group
19141 (% 7 5)
19143 (% 10 5)
19144 @end group
19145 @end smallexample
19147 @noindent
19148 The first expression returns 2 and the second expression returns 0.
19150 To test whether the returned value is zero or some other number, we
19151 can use the @code{zerop} function.  This function returns @code{t} if
19152 its argument, which must be a number, is zero.
19154 @smallexample
19155 @group
19156 (zerop (% 7 5))
19157      @result{} nil
19159 (zerop (% 10 5))
19160      @result{} t
19161 @end group
19162 @end smallexample
19164 Thus, the following expression will return @code{t} if the height
19165 of the graph is evenly divisible by five:
19167 @smallexample
19168 (zerop (% height 5))
19169 @end smallexample
19171 @noindent
19172 (The value of @code{height}, of course, can be found from @code{(apply
19173 'max numbers-list)}.)
19175 On the other hand, if the value of @code{height} is not a multiple of
19176 five, we want to reset the value to the next higher multiple of five.
19177 This is straightforward arithmetic using functions with which we are
19178 already familiar.  First, we divide the value of @code{height} by five
19179 to determine how many times five goes into the number.  Thus, five
19180 goes into twelve twice.  If we add one to this quotient and multiply by
19181 five, we will obtain the value of the next multiple of five that is
19182 larger than the height.  Five goes into twelve twice.  Add one to two,
19183 and multiply by five; the result is fifteen, which is the next multiple
19184 of five that is higher than twelve.  The Lisp expression for this is:
19186 @smallexample
19187 (* (1+ (/ height 5)) 5)
19188 @end smallexample
19190 @noindent
19191 For example, if you evaluate the following, the result is 15:
19193 @smallexample
19194 (* (1+ (/ 12 5)) 5)
19195 @end smallexample
19197 All through this discussion, we have been using `five' as the value
19198 for spacing labels on the Y axis; but we may want to use some other
19199 value.  For generality, we should replace `five' with a variable to
19200 which we can assign a value.  The best name I can think of for this
19201 variable is @code{Y-axis-label-spacing}.
19203 @need 1250
19204 Using this term, and an @code{if} expression, we produce the
19205 following:
19207 @smallexample
19208 @group
19209 (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
19210     height
19211   ;; @r{else}
19212   (* (1+ (/ height Y-axis-label-spacing))
19213      Y-axis-label-spacing))
19214 @end group
19215 @end smallexample
19217 @noindent
19218 This expression returns the value of @code{height} itself if the height
19219 is an even multiple of the value of the @code{Y-axis-label-spacing} or
19220 else it computes and returns a value of @code{height} that is equal to
19221 the next higher multiple of the value of the @code{Y-axis-label-spacing}.
19223 We can now include this expression in the @code{let} expression of the
19224 @code{print-graph} function (after first setting the value of
19225 @code{Y-axis-label-spacing}):
19226 @vindex Y-axis-label-spacing
19228 @smallexample
19229 @group
19230 (defvar Y-axis-label-spacing 5
19231   "Number of lines from one Y axis label to next.")
19232 @end group
19234 @group
19235 @dots{}
19236 (let* ((height (apply 'max numbers-list))
19237        (height-of-top-line
19238         (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
19239             height
19240 @end group
19241 @group
19242           ;; @r{else}
19243           (* (1+ (/ height Y-axis-label-spacing))
19244              Y-axis-label-spacing)))
19245        (symbol-width (length graph-blank))))
19246 @dots{}
19247 @end group
19248 @end smallexample
19250 @noindent
19251 (Note use of the  @code{let*} function: the initial value of height is
19252 computed once by the @code{(apply 'max numbers-list)} expression and
19253 then the resulting value of  @code{height} is used to compute its
19254 final value.  @xref{fwd-para let, , The @code{let*} expression}, for
19255 more about @code{let*}.)
19257 @node Y Axis Element, Y-axis-column, Compute a Remainder, print-Y-axis
19258 @appendixsubsec Construct a Y Axis Element
19260 When we print the vertical axis, we want to insert strings such as
19261 @w{@samp{5 -}} and @w{@samp{10 - }} every five lines.
19262 Moreover, we want the numbers and dashes to line up, so shorter
19263 numbers must be padded with leading spaces.  If some of the strings
19264 use two digit numbers, the strings with single digit numbers must
19265 include a leading blank space before the number.
19267 @findex number-to-string
19268 To figure out the length of the number, the @code{length} function is
19269 used.  But the @code{length} function works only with a string, not with
19270 a number.  So the number has to be converted from being a number to
19271 being a string.  This is done with the @code{number-to-string} function.
19272 For example,
19274 @smallexample
19275 @group
19276 (length (number-to-string 35))
19277      @result{} 2
19279 (length (number-to-string 100))
19280      @result{} 3
19281 @end group
19282 @end smallexample
19284 @noindent
19285 (@code{number-to-string} is also called @code{int-to-string}; you will
19286 see this alternative name in various sources.)
19288 In addition, in each label, each number is followed by a string such
19289 as @w{@samp{ - }}, which we will call the @code{Y-axis-tic} marker.
19290 This variable is defined with @code{defvar}:
19292 @vindex Y-axis-tic
19293 @smallexample
19294 @group
19295 (defvar Y-axis-tic " - "
19296    "String that follows number in a Y axis label.")
19297 @end group
19298 @end smallexample
19300 The length of the Y label is the sum of the length of the Y axis tic
19301 mark and the length of the number of the top of the graph.
19303 @smallexample
19304 (length (concat (number-to-string height) Y-axis-tic)))
19305 @end smallexample
19307 This value will be calculated by the @code{print-graph} function in
19308 its varlist as @code{full-Y-label-width} and passed on.  (Note that we
19309 did not think to include this in the varlist when we first proposed it.)
19311 To make a complete vertical axis label, a tic mark is concatenated
19312 with a number; and the two together may be preceded by one or more
19313 spaces depending on how long the number is.  The label consists of
19314 three parts: the (optional) leading spaces, the number, and the tic
19315 mark.  The function is passed the value of the number for the specific
19316 row, and the value of the width of the top line, which is calculated
19317 (just once) by @code{print-graph}.
19319 @smallexample
19320 @group
19321 (defun Y-axis-element (number full-Y-label-width)
19322   "Construct a NUMBERed label element.
19323 A numbered element looks like this `  5 - ',
19324 and is padded as needed so all line up with
19325 the element for the largest number."
19326 @end group
19327 @group
19328   (let* ((leading-spaces
19329          (- full-Y-label-width
19330             (length
19331              (concat (number-to-string number)
19332                      Y-axis-tic)))))
19333 @end group
19334 @group
19335     (concat
19336      (make-string leading-spaces ? )
19337      (number-to-string number)
19338      Y-axis-tic)))
19339 @end group
19340 @end smallexample
19342 The @code{Y-axis-element} function concatenates together the leading
19343 spaces, if any; the number, as a string; and the tic mark.
19345 To figure out how many leading spaces the label will need, the
19346 function subtracts the actual length of the label---the length of the
19347 number plus the length of the tic mark---from the desired label width.
19349 @findex make-string
19350 Blank spaces are inserted using the @code{make-string} function.  This
19351 function takes two arguments: the first tells it how long the string
19352 will be and the second is a symbol for the character to insert, in a
19353 special format.  The format is a question mark followed by a blank
19354 space, like this, @samp{? }.  @xref{Character Type, , Character Type,
19355 elisp, The GNU Emacs Lisp Reference Manual}, for a description of the
19356 syntax for characters.
19358 The @code{number-to-string} function is used in the concatenation
19359 expression, to convert the number to a string that is concatenated
19360 with the leading spaces and the tic mark.
19362 @node Y-axis-column, print-Y-axis Penultimate, Y Axis Element, print-Y-axis
19363 @appendixsubsec Create a Y Axis Column
19365 The preceding functions provide all the tools needed to construct a
19366 function that generates a list of numbered and blank strings to insert
19367 as the label for the vertical axis:
19369 @findex Y-axis-column
19370 @smallexample
19371 @group
19372 (defun Y-axis-column (height width-of-label)
19373   "Construct list of Y axis labels and blank strings.
19374 For HEIGHT of line above base and WIDTH-OF-LABEL."
19375   (let (Y-axis)
19376 @group
19377 @end group
19378     (while (> height 1)
19379       (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
19380           ;; @r{Insert label.}
19381           (setq Y-axis
19382                 (cons
19383                  (Y-axis-element height width-of-label)
19384                  Y-axis))
19385 @group
19386 @end group
19387         ;; @r{Else, insert blanks.}
19388         (setq Y-axis
19389               (cons
19390                (make-string width-of-label ? )
19391                Y-axis)))
19392       (setq height (1- height)))
19393     ;; @r{Insert base line.}
19394     (setq Y-axis
19395           (cons (Y-axis-element 1 width-of-label) Y-axis))
19396     (nreverse Y-axis)))
19397 @end group
19398 @end smallexample
19400 In this function, we start with the value of @code{height} and
19401 repetitively subtract one from its value.  After each subtraction, we
19402 test to see whether the value is an integral multiple of the
19403 @code{Y-axis-label-spacing}.  If it is, we construct a numbered label
19404 using the @code{Y-axis-element} function; if not, we construct a
19405 blank label using the @code{make-string} function.  The base line
19406 consists of the number one followed by a tic mark.
19408 @need 2000
19409 @node print-Y-axis Penultimate,  , Y-axis-column, print-Y-axis
19410 @appendixsubsec The Not Quite Final Version of @code{print-Y-axis}
19412 The list constructed by the @code{Y-axis-column} function is passed to
19413 the @code{print-Y-axis} function, which inserts the list as a column.
19415 @findex print-Y-axis
19416 @smallexample
19417 @group
19418 (defun print-Y-axis (height full-Y-label-width)
19419   "Insert Y axis using HEIGHT and FULL-Y-LABEL-WIDTH.
19420 Height must be the maximum height of the graph.
19421 Full width is the width of the highest label element."
19422 ;; Value of height and full-Y-label-width
19423 ;; are passed by `print-graph'.
19424 @end group
19425 @group
19426   (let ((start (point)))
19427     (insert-rectangle
19428      (Y-axis-column height full-Y-label-width))
19429     ;; @r{Place point ready for inserting graph.}
19430     (goto-char start)
19431     ;; @r{Move point forward by value of} full-Y-label-width
19432     (forward-char full-Y-label-width)))
19433 @end group
19434 @end smallexample
19436 The @code{print-Y-axis} uses the @code{insert-rectangle} function to
19437 insert the Y axis labels created by the @code{Y-axis-column} function.
19438 In addition, it places point at the correct position for printing the body of
19439 the graph.
19441 You can test @code{print-Y-axis}:
19443 @enumerate
19444 @item
19445 Install
19447 @smallexample
19448 @group
19449 Y-axis-label-spacing
19450 Y-axis-tic
19451 Y-axis-element
19452 Y-axis-column
19453 print-Y-axis
19454 @end group
19455 @end smallexample
19457 @item
19458 Copy the following expression:
19460 @smallexample
19461 (print-Y-axis 12 5)
19462 @end smallexample
19464 @item
19465 Switch to the @file{*scratch*} buffer and place the cursor where you
19466 want the axis labels to start.
19468 @item
19469 Type @kbd{M-:} (@code{eval-expression}).
19471 @item
19472 Yank the @code{graph-body-print} expression into the minibuffer
19473 with @kbd{C-y} (@code{yank)}.
19475 @item
19476 Press @key{RET} to evaluate the expression.
19477 @end enumerate
19479 Emacs will print labels vertically, the top one being
19480 @w{@samp{10 -@w{ }}}.  (The @code{print-graph} function
19481 will pass the value of @code{height-of-top-line}, which
19482 in this case would end up as 15.)
19484 @need 2000
19485 @node print-X-axis, Print Whole Graph, print-Y-axis, Full Graph
19486 @appendixsec The @code{print-X-axis} Function
19487 @cindex Axis, print horizontal
19488 @cindex X axis printing
19489 @cindex Print horizontal axis
19490 @cindex Horizontal axis printing
19492 X axis labels are much like Y axis labels, except that the tics are on a
19493 line above the numbers.  Labels should look like this:
19495 @smallexample
19496 @group
19497     |   |    |    |
19498     1   5   10   15
19499 @end group
19500 @end smallexample
19502 The first tic is under the first column of the graph and is preceded by
19503 several blank spaces.  These spaces provide room in rows above for the Y
19504 axis labels.  The second, third, fourth, and subsequent tics are all
19505 spaced equally, according to the value of @code{X-axis-label-spacing}.
19507 The second row of the X axis consists of numbers, preceded by several
19508 blank spaces and also separated according to the value of the variable
19509 @code{X-axis-label-spacing}.
19511 The value of the variable @code{X-axis-label-spacing} should itself be
19512 measured in units of @code{symbol-width}, since you may want to change
19513 the width of the symbols that you are using to print the body of the
19514 graph without changing the ways the graph is labelled.
19516 @menu
19517 * Similarities differences::    Much like @code{print-Y-axis}, but not exactly.
19518 * X Axis Tic Marks::            Create tic marks for the horizontal axis.
19519 @end menu
19521 @node Similarities differences, X Axis Tic Marks, print-X-axis, print-X-axis
19522 @ifnottex
19523 @unnumberedsubsec Similarities and differences
19524 @end ifnottex
19526 The @code{print-X-axis} function is constructed in more or less the
19527 same fashion as the @code{print-Y-axis} function except that it has
19528 two lines: the line of tic marks and the numbers.  We will write a
19529 separate function to print each line and then combine them within the
19530 @code{print-X-axis} function.
19532 This is a three step process:
19534 @enumerate
19535 @item
19536 Write a function to print the X axis tic marks, @code{print-X-axis-tic-line}.
19538 @item
19539 Write a function to print the X numbers, @code{print-X-axis-numbered-line}.
19541 @item
19542 Write a function to print both lines, the @code{print-X-axis} function,
19543 using @code{print-X-axis-tic-line} and
19544 @code{print-X-axis-numbered-line}.
19545 @end enumerate
19547 @node X Axis Tic Marks,  , Similarities differences, print-X-axis
19548 @appendixsubsec X Axis Tic Marks
19550 The first function should print the X axis tic marks.  We must specify
19551 the tic marks themselves and their spacing:
19553 @smallexample
19554 @group
19555 (defvar X-axis-label-spacing
19556   (if (boundp 'graph-blank)
19557       (* 5 (length graph-blank)) 5)
19558   "Number of units from one X axis label to next.")
19559 @end group
19560 @end smallexample
19562 @noindent
19563 (Note that the value of @code{graph-blank} is set by another
19564 @code{defvar}.  The @code{boundp} predicate checks whether it has
19565 already been set; @code{boundp} returns @code{nil} if it has not.
19566 If @code{graph-blank} were unbound and we did not use this conditional
19567 construction, in GNU Emacs 21, we would enter the debugger and see an
19568 error message saying
19569 @samp{@w{Debugger entered--Lisp error:} @w{(void-variable graph-blank)}}.)
19571 @need 1200
19572 Here is the @code{defvar} for @code{X-axis-tic-symbol}:
19574 @smallexample
19575 @group
19576 (defvar X-axis-tic-symbol "|"
19577   "String to insert to point to a column in X axis.")
19578 @end group
19579 @end smallexample
19581 @need 1250
19582 The goal is to make a line that looks like this:
19584 @smallexample
19585        |   |    |    |
19586 @end smallexample
19588 The first tic is indented so that it is under the first column, which is
19589 indented to provide space for the Y axis labels.
19591 A tic element consists of the blank spaces that stretch from one tic to
19592 the next plus a tic symbol.  The number of blanks is determined by the
19593 width of the tic symbol and the @code{X-axis-label-spacing}.
19595 @need 1250
19596 The code looks like this:
19598 @smallexample
19599 @group
19600 ;;; X-axis-tic-element
19601 @dots{}
19602 (concat
19603  (make-string
19604   ;; @r{Make a string of blanks.}
19605   (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
19606       (length X-axis-tic-symbol))
19607   ? )
19608  ;; @r{Concatenate blanks with tic symbol.}
19609  X-axis-tic-symbol)
19610 @dots{}
19611 @end group
19612 @end smallexample
19614 Next, we determine how many blanks are needed to indent the first tic
19615 mark to the first column of the graph.  This uses the value of
19616 @code{full-Y-label-width} passed it by the @code{print-graph} function.
19618 @need 1250
19619 The code to make @code{X-axis-leading-spaces}
19620 looks like this:
19622 @smallexample
19623 @group
19624 ;; X-axis-leading-spaces
19625 @dots{}
19626 (make-string full-Y-label-width ? )
19627 @dots{}
19628 @end group
19629 @end smallexample
19631 We also need to determine the length of the horizontal axis, which is
19632 the length of the numbers list, and the number of tics in the horizontal
19633 axis:
19635 @smallexample
19636 @group
19637 ;; X-length
19638 @dots{}
19639 (length numbers-list)
19640 @end group
19642 @group
19643 ;; tic-width
19644 @dots{}
19645 (* symbol-width X-axis-label-spacing)
19646 @end group
19648 @group
19649 ;; number-of-X-tics
19650 (if (zerop (% (X-length tic-width)))
19651     (/ (X-length tic-width))
19652   (1+ (/ (X-length tic-width))))
19653 @end group
19654 @end smallexample
19656 @need 1250
19657 All this leads us directly to the function for printing the X axis tic line:
19659 @findex print-X-axis-tic-line
19660 @smallexample
19661 @group
19662 (defun print-X-axis-tic-line
19663   (number-of-X-tics X-axis-leading-spaces X-axis-tic-element)
19664   "Print tics for X axis."
19665     (insert X-axis-leading-spaces)
19666     (insert X-axis-tic-symbol)  ; @r{Under first column.}
19667 @end group
19668 @group
19669     ;; @r{Insert second tic in the right spot.}
19670     (insert (concat
19671              (make-string
19672               (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
19673                   ;; @r{Insert white space up to second tic symbol.}
19674                   (* 2 (length X-axis-tic-symbol)))
19675               ? )
19676              X-axis-tic-symbol))
19677 @end group
19678 @group
19679     ;; @r{Insert remaining tics.}
19680     (while (> number-of-X-tics 1)
19681       (insert X-axis-tic-element)
19682       (setq number-of-X-tics (1- number-of-X-tics))))
19683 @end group
19684 @end smallexample
19686 The line of numbers is equally straightforward:
19688 @need 1250
19689 First, we create a numbered element with blank spaces before each number:
19691 @findex X-axis-element
19692 @smallexample
19693 @group
19694 (defun X-axis-element (number)
19695   "Construct a numbered X axis element."
19696   (let ((leading-spaces
19697          (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
19698              (length (number-to-string number)))))
19699     (concat (make-string leading-spaces ? )
19700             (number-to-string number))))
19701 @end group
19702 @end smallexample
19704 Next, we create the function to print the numbered line, starting with
19705 the number ``1'' under the first column:
19707 @findex print-X-axis-numbered-line
19708 @smallexample
19709 @group
19710 (defun print-X-axis-numbered-line
19711   (number-of-X-tics X-axis-leading-spaces)
19712   "Print line of X-axis numbers"
19713   (let ((number X-axis-label-spacing))
19714     (insert X-axis-leading-spaces)
19715     (insert "1")
19716 @end group
19717 @group
19718     (insert (concat
19719              (make-string
19720               ;; @r{Insert white space up to next number.}
19721               (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing) 2)
19722               ? )
19723              (number-to-string number)))
19724 @end group
19725 @group
19726     ;; @r{Insert remaining numbers.}
19727     (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
19728     (while (> number-of-X-tics 1)
19729       (insert (X-axis-element number))
19730       (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
19731       (setq number-of-X-tics (1- number-of-X-tics)))))
19732 @end group
19733 @end smallexample
19735 Finally, we need to write the @code{print-X-axis} that uses
19736 @code{print-X-axis-tic-line} and
19737 @code{print-X-axis-numbered-line}.
19739 The function must determine the local values of the variables used by both
19740 @code{print-X-axis-tic-line} and @code{print-X-axis-numbered-line}, and
19741 then it must call them.  Also, it must print the carriage return that
19742 separates the two lines.
19744 The function consists of a varlist that specifies five local variables,
19745 and calls to each of the two line printing functions:
19747 @findex print-X-axis
19748 @smallexample
19749 @group
19750 (defun print-X-axis (numbers-list)
19751   "Print X axis labels to length of NUMBERS-LIST."
19752   (let* ((leading-spaces
19753           (make-string full-Y-label-width ? ))
19754 @end group
19755 @group
19756        ;; symbol-width @r{is provided by} graph-body-print
19757        (tic-width (* symbol-width X-axis-label-spacing))
19758        (X-length (length numbers-list))
19759 @end group
19760 @group
19761        (X-tic
19762         (concat
19763          (make-string
19764 @end group
19765 @group
19766           ;; @r{Make a string of blanks.}
19767           (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
19768               (length X-axis-tic-symbol))
19769           ? )
19770 @end group
19771 @group
19772          ;; @r{Concatenate blanks with tic symbol.}
19773          X-axis-tic-symbol))
19774 @end group
19775 @group
19776        (tic-number
19777         (if (zerop (% X-length tic-width))
19778             (/ X-length tic-width)
19779           (1+ (/ X-length tic-width)))))
19780 @end group
19781 @group
19782     (print-X-axis-tic-line tic-number leading-spaces X-tic)
19783     (insert "\n")
19784     (print-X-axis-numbered-line tic-number leading-spaces)))
19785 @end group
19786 @end smallexample
19788 @need 1250
19789 You can test @code{print-X-axis}:
19791 @enumerate
19792 @item
19793 Install @code{X-axis-tic-symbol}, @code{X-axis-label-spacing},
19794 @code{print-X-axis-tic-line}, as well as @code{X-axis-element},
19795 @code{print-X-axis-numbered-line}, and @code{print-X-axis}.
19797 @item
19798 Copy the following expression:
19800 @smallexample
19801 @group
19802 (progn
19803  (let ((full-Y-label-width 5)
19804        (symbol-width 1))
19805    (print-X-axis
19806     '(1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16))))
19807 @end group
19808 @end smallexample
19810 @item
19811 Switch to the @file{*scratch*} buffer and place the cursor where you
19812 want the axis labels to start.
19814 @item
19815 Type @kbd{M-:} (@code{eval-expression}).
19817 @item
19818 Yank the test expression into the minibuffer
19819 with @kbd{C-y} (@code{yank)}.
19821 @item
19822 Press @key{RET} to evaluate the expression.
19823 @end enumerate
19825 @need 1250
19826 Emacs will print the horizontal axis like this:
19827 @sp 1
19829 @smallexample
19830 @group
19831      |   |    |    |    |
19832      1   5   10   15   20
19833 @end group
19834 @end smallexample
19836 @node Print Whole Graph,  , print-X-axis, Full Graph
19837 @appendixsec Printing the Whole Graph
19838 @cindex Printing the whole graph
19839 @cindex Whole graph printing
19840 @cindex Graph, printing all
19842 Now we are nearly ready to print the whole graph.
19844 The function to print the graph with the proper labels follows the
19845 outline we created earlier (@pxref{Full Graph, , A Graph with Labelled
19846 Axes}), but with additions.
19848 @need 1250
19849 Here is the outline:
19851 @smallexample
19852 @group
19853 (defun print-graph (numbers-list)
19854   "@var{documentation}@dots{}"
19855   (let ((height  @dots{}
19856         @dots{}))
19857 @end group
19858 @group
19859     (print-Y-axis height @dots{} )
19860     (graph-body-print numbers-list)
19861     (print-X-axis @dots{} )))
19862 @end group
19863 @end smallexample
19865 @menu
19866 * The final version::           A few changes.
19867 * Test print-graph::            Run a short test.
19868 * Graphing words in defuns::    Executing the final code.
19869 * lambda::                      How to write an anonymous function.
19870 * mapcar::                      Apply a function to elements of a list.
19871 * Another Bug::                 Yet another bug @dots{} most insidious.
19872 * Final printed graph::         The graph itself!
19873 @end menu
19875 @node The final version, Test print-graph, Print Whole Graph, Print Whole Graph
19876 @ifnottex
19877 @unnumberedsubsec Changes for the Final Version
19878 @end ifnottex
19880 The final version is different from what we planned in two ways:
19881 first, it contains additional values calculated once in the varlist;
19882 second, it carries an option to specify the labels' increment per row.
19883 This latter feature turns out to be essential; otherwise, a graph may
19884 have more rows than fit on a display or on a sheet of paper.
19886 @need 1500
19887 This new feature requires a change to the @code{Y-axis-column}
19888 function, to add @code{vertical-step} to it.  The function looks like
19889 this:
19891 @findex Y-axis-column @r{Final version.}
19892 @smallexample
19893 @group
19894 ;;; @r{Final version.}
19895 (defun Y-axis-column
19896   (height width-of-label &optional vertical-step)
19897   "Construct list of labels for Y axis.
19898 HEIGHT is maximum height of graph.
19899 WIDTH-OF-LABEL is maximum width of label.
19900 VERTICAL-STEP, an option, is a positive integer
19901 that specifies how much a Y axis label increments
19902 for each line.  For example, a step of 5 means
19903 that each line is five units of the graph."
19904 @end group
19905 @group
19906   (let (Y-axis
19907         (number-per-line (or vertical-step 1)))
19908     (while (> height 1)
19909       (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
19910 @end group
19911 @group
19912           ;; @r{Insert label.}
19913           (setq Y-axis
19914                 (cons
19915                  (Y-axis-element
19916                   (* height number-per-line)
19917                   width-of-label)
19918                  Y-axis))
19919 @end group
19920 @group
19921         ;; @r{Else, insert blanks.}
19922         (setq Y-axis
19923               (cons
19924                (make-string width-of-label ? )
19925                Y-axis)))
19926       (setq height (1- height)))
19927 @end group
19928 @group
19929     ;; @r{Insert base line.}
19930     (setq Y-axis (cons (Y-axis-element
19931                         (or vertical-step 1)
19932                         width-of-label)
19933                        Y-axis))
19934     (nreverse Y-axis)))
19935 @end group
19936 @end smallexample
19938 The values for the maximum height of graph and the width of a symbol
19939 are computed by @code{print-graph} in its @code{let} expression; so
19940 @code{graph-body-print} must be changed to accept them.
19942 @findex graph-body-print @r{Final version.}
19943 @smallexample
19944 @group
19945 ;;; @r{Final version.}
19946 (defun graph-body-print (numbers-list height symbol-width)
19947   "Print a bar graph of the NUMBERS-LIST.
19948 The numbers-list consists of the Y-axis values.
19949 HEIGHT is maximum height of graph.
19950 SYMBOL-WIDTH is number of each column."
19951 @end group
19952 @group
19953   (let (from-position)
19954     (while numbers-list
19955       (setq from-position (point))
19956       (insert-rectangle
19957        (column-of-graph height (car numbers-list)))
19958       (goto-char from-position)
19959       (forward-char symbol-width)
19960 @end group
19961 @group
19962       ;; @r{Draw graph column by column.}
19963       (sit-for 0)
19964       (setq numbers-list (cdr numbers-list)))
19965     ;; @r{Place point for X axis labels.}
19966     (forward-line height)
19967     (insert "\n")))
19968 @end group
19969 @end smallexample
19971 @need 1250
19972 Finally, the code for the @code{print-graph} function:
19974 @findex print-graph @r{Final version.}
19975 @smallexample
19976 @group
19977 ;;; @r{Final version.}
19978 (defun print-graph
19979   (numbers-list &optional vertical-step)
19980   "Print labelled bar graph of the NUMBERS-LIST.
19981 The numbers-list consists of the Y-axis values.
19982 @end group
19984 @group
19985 Optionally, VERTICAL-STEP, a positive integer,
19986 specifies how much a Y axis label increments for
19987 each line.  For example, a step of 5 means that
19988 each row is five units."
19989 @end group
19990 @group
19991   (let* ((symbol-width (length graph-blank))
19992          ;; @code{height} @r{is both the largest number}
19993          ;; @r{and the number with the most digits.}
19994          (height (apply 'max numbers-list))
19995 @end group
19996 @group
19997          (height-of-top-line
19998           (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
19999               height
20000             ;; @r{else}
20001             (* (1+ (/ height Y-axis-label-spacing))
20002                Y-axis-label-spacing)))
20003 @end group
20004 @group
20005          (vertical-step (or vertical-step 1))
20006          (full-Y-label-width
20007           (length
20008 @end group
20009 @group
20010            (concat
20011             (number-to-string
20012              (* height-of-top-line vertical-step))
20013             Y-axis-tic))))
20014 @end group
20016 @group
20017     (print-Y-axis
20018      height-of-top-line full-Y-label-width vertical-step)
20019 @end group
20020 @group
20021     (graph-body-print
20022      numbers-list height-of-top-line symbol-width)
20023     (print-X-axis numbers-list)))
20024 @end group
20025 @end smallexample
20027 @node Test print-graph, Graphing words in defuns, The final version, Print Whole Graph
20028 @appendixsubsec Testing @code{print-graph}
20030 @need 1250
20031 We can test the @code{print-graph} function with a short list of numbers:
20033 @enumerate
20034 @item
20035 Install the final versions of @code{Y-axis-column},
20036 @code{graph-body-print}, and @code{print-graph} (in addition to the
20037 rest of the code.)
20039 @item
20040 Copy the following expression:
20042 @smallexample
20043 (print-graph '(3 2 5 6 7 5 3 4 6 4 3 2 1))
20044 @end smallexample
20046 @item
20047 Switch to the @file{*scratch*} buffer and place the cursor where you
20048 want the axis labels to start.
20050 @item
20051 Type @kbd{M-:} (@code{eval-expression}).
20053 @item
20054 Yank the test expression into the minibuffer
20055 with @kbd{C-y} (@code{yank)}.
20057 @item
20058 Press @key{RET} to evaluate the expression.
20059 @end enumerate
20061 @need 1250
20062 Emacs will print a graph that looks like this:
20064 @smallexample
20065 @group
20066 10 -
20069          *
20070         **   *
20071  5 -   ****  *
20072        **** ***
20073      * *********
20074      ************
20075  1 - *************
20077      |   |    |    |
20078      1   5   10   15
20079 @end group
20080 @end smallexample
20082 @need 1200
20083 On the other hand, if you pass @code{print-graph} a
20084 @code{vertical-step} value of 2, by evaluating this expression:
20086 @smallexample
20087 (print-graph '(3 2 5 6 7 5 3 4 6 4 3 2 1) 2)
20088 @end smallexample
20090 @need 1250
20091 @noindent
20092 The graph looks like this:
20094 @smallexample
20095 @group
20096 20 -
20099          *
20100         **   *
20101 10 -   ****  *
20102        **** ***
20103      * *********
20104      ************
20105  2 - *************
20107      |   |    |    |
20108      1   5   10   15
20109 @end group
20110 @end smallexample
20112 @noindent
20113 (A question: is the `2' on the bottom of the vertical axis a bug or a
20114 feature?  If you think it is a bug, and should be a `1' instead, (or
20115 even a `0'), you can modify the sources.)
20117 @node Graphing words in defuns, lambda, Test print-graph, Print Whole Graph
20118 @appendixsubsec Graphing Numbers of Words and Symbols
20120 Now for the graph for which all this code was written: a graph that
20121 shows how many function definitions contain fewer than 10 words and
20122 symbols, how many contain between 10 and 19 words and symbols, how
20123 many contain between 20 and 29 words and symbols, and so on.
20125 This is a multi-step process.  First make sure you have loaded all the
20126 requisite code.
20128 @need 1500
20129 It is a good idea to reset the value of @code{top-of-ranges} in case
20130 you have set it to some different value.  You can evaluate the
20131 following:
20133 @smallexample
20134 @group
20135 (setq top-of-ranges
20136  '(10  20  30  40  50
20137    60  70  80  90 100
20138   110 120 130 140 150
20139   160 170 180 190 200
20140   210 220 230 240 250
20141   260 270 280 290 300)
20142 @end group
20143 @end smallexample
20145 @noindent
20146 Next create a list of the number of words and symbols in each range.
20148 @need 1500
20149 @noindent
20150 Evaluate the following:
20152 @smallexample
20153 @group
20154 (setq list-for-graph
20155        (defuns-per-range
20156          (sort
20157           (recursive-lengths-list-many-files
20158            (directory-files "/usr/local/emacs/lisp"
20159                             t ".+el$"))
20160           '<)
20161          top-of-ranges))
20162 @end group
20163 @end smallexample
20165 @noindent
20166 On my old machine, this took about an hour.  It looked though 303 Lisp
20167 files in my copy of Emacs version 19.23.  After all that computing,
20168 the @code{list-for-graph} had this value:
20170 @smallexample
20171 @group
20172 (537 1027 955 785 594 483 349 292 224 199 166 120 116 99
20173 90 80 67 48 52 45 41 33 28 26 25 20 12 28 11 13 220)
20174 @end group
20175 @end smallexample
20177 @noindent
20178 This means that my copy of Emacs had 537 function definitions with
20179 fewer than 10 words or symbols in them, 1,027 function definitions
20180 with 10 to 19 words or symbols in them, 955 function definitions with
20181 20 to 29 words or symbols in them, and so on.
20183 Clearly, just by looking at this list we can see that most function
20184 definitions contain ten to thirty words and symbols.
20186 Now for printing.  We do @emph{not} want to print a graph that is
20187 1,030 lines high @dots{}  Instead, we should print a graph that is
20188 fewer than twenty-five lines high.  A graph that height can be
20189 displayed on almost any monitor, and easily printed on a sheet of paper.
20191 This means that each value in @code{list-for-graph} must be reduced to
20192 one-fiftieth its present value.
20194 Here is a short function to do just that, using two functions we have
20195 not yet seen, @code{mapcar} and @code{lambda}.
20197 @smallexample
20198 @group
20199 (defun one-fiftieth (full-range)
20200   "Return list, each number one-fiftieth of previous."
20201  (mapcar '(lambda (arg) (/ arg 50)) full-range))
20202 @end group
20203 @end smallexample
20205 @node lambda, mapcar, Graphing words in defuns, Print Whole Graph
20206 @appendixsubsec A @code{lambda} Expression: Useful Anonymity
20207 @cindex Anonymous function
20208 @findex lambda
20210 @code{lambda} is the symbol for an anonymous function, a function
20211 without a name.  Every time you use an anonymous function, you need to
20212 include its whole body.
20214 @need 1250
20215 @noindent
20216 Thus,
20218 @smallexample
20219 (lambda (arg) (/ arg 50))
20220 @end smallexample
20222 @noindent
20223 is a function definition that says `return the value resulting from
20224 dividing whatever is passed to me as @code{arg} by 50'.
20226 @need 1200
20227 Earlier, for example, we had a function @code{multiply-by-seven}; it
20228 multiplied its argument by 7.  This function is similar, except it
20229 divides its argument by 50; and, it has no name.  The anonymous
20230 equivalent of @code{multiply-by-seven} is:
20232 @smallexample
20233 (lambda (number) (* 7 number))
20234 @end smallexample
20236 @noindent
20237 (@xref{defun, ,  The @code{defun} Special Form}.)
20239 @need 1250
20240 @noindent
20241 If we want to multiply 3 by 7, we can write:
20243 @c !!! Clear print-postscript-figures if the computer formatting this
20244 @c     document is too small and cannot handle all the diagrams and figures.
20245 @c clear print-postscript-figures
20246 @c set print-postscript-figures
20247 @c lambda example diagram #1
20248 @ifnottex
20249 @smallexample
20250 @group
20251 (multiply-by-seven 3)
20252  \_______________/ ^
20253          |         |
20254       function  argument
20255 @end group
20256 @end smallexample
20257 @end ifnottex
20258 @ifset print-postscript-figures
20259 @sp 1
20260 @tex
20261 @image{lambda-1}
20262 %%%% old method of including an image
20263 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
20264 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/lambda-1.eps}}
20265 % \catcode`\@=0 %
20266 @end tex
20267 @sp 1
20268 @end ifset
20269 @ifclear print-postscript-figures
20270 @iftex
20271 @smallexample
20272 @group
20273 (multiply-by-seven 3)
20274  \_______________/ ^
20275          |         |
20276       function  argument
20277 @end group
20278 @end smallexample
20279 @end iftex
20280 @end ifclear
20282 @noindent
20283 This expression returns 21.
20285 @need 1250
20286 @noindent
20287 Similarly, we can write:
20289 @c lambda example diagram #2
20290 @ifnottex
20291 @smallexample
20292 @group
20293 ((lambda (number) (* 7 number)) 3)
20294  \____________________________/ ^
20295                |                |
20296       anonymous function     argument
20297 @end group
20298 @end smallexample
20299 @end ifnottex
20300 @ifset print-postscript-figures
20301 @sp 1
20302 @tex
20303 @image{lambda-2}
20304 %%%% old method of including an image
20305 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
20306 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/lambda-2.eps}}
20307 % \catcode`\@=0 %
20308 @end tex
20309 @sp 1
20310 @end ifset
20311 @ifclear print-postscript-figures
20312 @iftex
20313 @smallexample
20314 @group
20315 ((lambda (number) (* 7 number)) 3)
20316  \____________________________/ ^
20317                |                |
20318       anonymous function     argument
20319 @end group
20320 @end smallexample
20321 @end iftex
20322 @end ifclear
20324 @need 1250
20325 @noindent
20326 If we want to divide 100 by 50, we can write:
20328 @c lambda example diagram #3
20329 @ifnottex
20330 @smallexample
20331 @group
20332 ((lambda (arg) (/ arg 50)) 100)
20333  \______________________/  \_/
20334              |              |
20335     anonymous function   argument
20336 @end group
20337 @end smallexample
20338 @end ifnottex
20339 @ifset print-postscript-figures
20340 @sp 1
20341 @tex
20342 @image{lambda-3}
20343 %%%% old method of including an image
20344 % \input /usr/local/lib/tex/inputs/psfig.tex
20345 % \centerline{\psfig{figure=/usr/local/lib/emacs/man/lambda-3.eps}}
20346 % \catcode`\@=0 %
20347 @end tex
20348 @sp 1
20349 @end ifset
20350 @ifclear print-postscript-figures
20351 @iftex
20352 @smallexample
20353 @group
20354 ((lambda (arg) (/ arg 50)) 100)
20355  \______________________/  \_/
20356              |              |
20357     anonymous function   argument
20358 @end group
20359 @end smallexample
20360 @end iftex
20361 @end ifclear
20363 @noindent
20364 This expression returns 2.  The 100 is passed to the function, which
20365 divides that number by 50.
20367 @xref{Lambda Expressions, , Lambda Expressions, elisp, The GNU Emacs
20368 Lisp Reference Manual}, for more about @code{lambda}.  Lisp and lambda
20369 expressions derive from the Lambda Calculus.
20371 @node mapcar, Another Bug, lambda, Print Whole Graph
20372 @appendixsubsec The @code{mapcar} Function
20373 @findex mapcar
20375 @code{mapcar} is a function that calls its first argument with each
20376 element of its second argument, in turn.  The second argument must be
20377 a sequence.
20379 The @samp{map} part of the name comes from the mathematical phrase,
20380 `mapping over a domain', meaning to apply a function to each of the
20381 elements in a domain.  The mathematical phrase is based on the
20382 metaphor of a surveyor walking, one step at a time, over an area he is
20383 mapping.  And @samp{car}, of course, comes from the Lisp notion of the
20384 first of a list.
20386 @need 1250
20387 @noindent
20388 For example,
20390 @smallexample
20391 @group
20392 (mapcar '1+ '(2 4 6))
20393      @result{} (3 5 7)
20394 @end group
20395 @end smallexample
20397 @noindent
20398 The function @code{1+} which adds one to its argument, is executed on
20399 @emph{each} element of the list, and a new list is returned.
20401 Contrast this with @code{apply}, which applies its first argument to
20402 all the remaining.
20403 (@xref{Readying a Graph, , Readying a Graph}, for a explanation of
20404 @code{apply}.)
20406 @need 1250
20407 In the definition of @code{one-fiftieth}, the first argument is the
20408 anonymous function:
20410 @smallexample
20411 (lambda (arg) (/ arg 50))
20412 @end smallexample
20414 @noindent
20415 and the second argument is @code{full-range}, which will be bound to
20416 @code{list-for-graph}.
20418 @need 1250
20419 The whole expression looks like this:
20421 @smallexample
20422 (mapcar '(lambda (arg) (/ arg 50)) full-range))
20423 @end smallexample
20425 @xref{Mapping Functions, , Mapping Functions, elisp, The GNU Emacs
20426 Lisp Reference Manual}, for more about @code{mapcar}.
20428 Using the @code{one-fiftieth} function, we can generate a list in
20429 which each element is one-fiftieth the size of the corresponding
20430 element in @code{list-for-graph}.
20432 @smallexample
20433 @group
20434 (setq fiftieth-list-for-graph
20435       (one-fiftieth list-for-graph))
20436 @end group
20437 @end smallexample
20439 @need 1250
20440 The resulting list looks like this:
20442 @smallexample
20443 @group
20444 (10 20 19 15 11 9 6 5 4 3 3 2 2
20445 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4)
20446 @end group
20447 @end smallexample
20449 @noindent
20450 This, we are almost ready to print!  (We also notice the loss of
20451 information: many of the higher ranges are 0, meaning that fewer than
20452 50 defuns had that many words or symbols---but not necessarily meaning
20453 that none had that many words or symbols.)
20455 @node Another Bug, Final printed graph, mapcar, Print Whole Graph
20456 @appendixsubsec Another Bug @dots{} Most Insidious
20457 @cindex Bug, most insidious type
20458 @cindex Insidious type of bug
20460 I said `almost ready to print'!  Of course, there is a bug in the
20461 @code{print-graph} function @dots{}  It has a @code{vertical-step}
20462 option, but not a @code{horizontal-step} option.  The
20463 @code{top-of-range} scale goes from 10 to 300 by tens.  But the
20464 @code{print-graph} function will print only by ones.
20466 This is a classic example of what some consider the most insidious
20467 type of bug, the bug of omission.  This is not the kind of bug you can
20468 find by studying the code, for it is not in the code; it is an omitted
20469 feature.  Your best actions are to try your program early and often;
20470 and try to arrange, as much as you can, to write code that is easy to
20471 understand and easy to change.  Try to be aware, whenever you can,
20472 that whatever you have written, @emph{will} be rewritten, if not soon,
20473 eventually.  A hard maxim to follow.
20475 It is the @code{print-X-axis-numbered-line} function that needs the
20476 work; and then the @code{print-X-axis} and the @code{print-graph}
20477 functions need to be adapted.  Not much needs to be done; there is one
20478 nicety: the numbers ought to line up under the tic marks.  This takes
20479 a little thought.
20481 @need 1250
20482 Here is the corrected @code{print-X-axis-numbered-line}:
20484 @smallexample
20485 @group
20486 (defun print-X-axis-numbered-line
20487   (number-of-X-tics X-axis-leading-spaces
20488    &optional horizontal-step)
20489   "Print line of X-axis numbers"
20490   (let ((number X-axis-label-spacing)
20491         (horizontal-step (or horizontal-step 1)))
20492 @end group
20493 @group
20494     (insert X-axis-leading-spaces)
20495     ;; @r{Delete extra leading spaces.}
20496     (delete-char
20497      (- (1-
20498          (length (number-to-string horizontal-step)))))
20499     (insert (concat
20500              (make-string
20501 @end group
20502 @group
20503               ;; @r{Insert white space.}
20504               (-  (* symbol-width
20505                      X-axis-label-spacing)
20506                   (1-
20507                    (length
20508                     (number-to-string horizontal-step)))
20509                   2)
20510               ? )
20511              (number-to-string
20512               (* number horizontal-step))))
20513 @end group
20514 @group
20515     ;; @r{Insert remaining numbers.}
20516     (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
20517     (while (> number-of-X-tics 1)
20518       (insert (X-axis-element
20519                (* number horizontal-step)))
20520       (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
20521       (setq number-of-X-tics (1- number-of-X-tics)))))
20522 @end group
20523 @end smallexample
20525 @need 1500
20526 If you are reading this in Info, you can see the new versions of
20527 @code{print-X-axis} @code{print-graph} and evaluate them.  If you are
20528 reading this in a printed book, you can see the changed lines here
20529 (the full text is too much to print).
20531 @iftex
20532 @smallexample
20533 @group
20534 (defun print-X-axis (numbers-list horizontal-step)
20535   @dots{}
20536     (print-X-axis-numbered-line
20537      tic-number leading-spaces horizontal-step))
20538 @end group
20539 @end smallexample
20541 @smallexample
20542 @group
20543 (defun print-graph
20544   (numbers-list
20545    &optional vertical-step horizontal-step)
20546   @dots{}
20547     (print-X-axis numbers-list horizontal-step))
20548 @end group
20549 @end smallexample
20550 @end iftex
20552 @ifnottex
20553 @smallexample
20554 @group
20555 (defun print-X-axis (numbers-list horizontal-step)
20556   "Print X axis labels to length of NUMBERS-LIST.
20557 Optionally, HORIZONTAL-STEP, a positive integer,
20558 specifies how much an X  axis label increments for
20559 each column."
20560 @end group
20561 @group
20562 ;; Value of symbol-width and full-Y-label-width
20563 ;; are passed by `print-graph'.
20564   (let* ((leading-spaces
20565           (make-string full-Y-label-width ? ))
20566        ;; symbol-width @r{is provided by} graph-body-print
20567        (tic-width (* symbol-width X-axis-label-spacing))
20568        (X-length (length numbers-list))
20569 @end group
20570 @group
20571        (X-tic
20572         (concat
20573          (make-string
20574           ;; @r{Make a string of blanks.}
20575           (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
20576               (length X-axis-tic-symbol))
20577           ? )
20578 @end group
20579 @group
20580          ;; @r{Concatenate blanks with tic symbol.}
20581          X-axis-tic-symbol))
20582        (tic-number
20583         (if (zerop (% X-length tic-width))
20584             (/ X-length tic-width)
20585           (1+ (/ X-length tic-width)))))
20586 @end group
20588 @group
20589     (print-X-axis-tic-line
20590      tic-number leading-spaces X-tic)
20591     (insert "\n")
20592     (print-X-axis-numbered-line
20593      tic-number leading-spaces horizontal-step)))
20594 @end group
20595 @end smallexample
20597 @smallexample
20598 @group
20599 (defun print-graph
20600   (numbers-list &optional vertical-step horizontal-step)
20601   "Print labelled bar graph of the NUMBERS-LIST.
20602 The numbers-list consists of the Y-axis values.
20603 @end group
20605 @group
20606 Optionally, VERTICAL-STEP, a positive integer,
20607 specifies how much a Y axis label increments for
20608 each line.  For example, a step of 5 means that
20609 each row is five units.
20610 @end group
20612 @group
20613 Optionally, HORIZONTAL-STEP, a positive integer,
20614 specifies how much an X  axis label increments for
20615 each column."
20616   (let* ((symbol-width (length graph-blank))
20617          ;; @code{height} @r{is both the largest number}
20618          ;; @r{and the number with the most digits.}
20619          (height (apply 'max numbers-list))
20620 @end group
20621 @group
20622          (height-of-top-line
20623           (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
20624               height
20625             ;; @r{else}
20626             (* (1+ (/ height Y-axis-label-spacing))
20627                Y-axis-label-spacing)))
20628 @end group
20629 @group
20630          (vertical-step (or vertical-step 1))
20631          (full-Y-label-width
20632           (length
20633            (concat
20634             (number-to-string
20635              (* height-of-top-line vertical-step))
20636             Y-axis-tic))))
20637 @end group
20638 @group
20639     (print-Y-axis
20640      height-of-top-line full-Y-label-width vertical-step)
20641     (graph-body-print
20642         numbers-list height-of-top-line symbol-width)
20643     (print-X-axis numbers-list horizontal-step)))
20644 @end group
20645 @end smallexample
20646 @end ifnottex
20648 @c qqq
20649 @ignore
20650 Graphing Definitions Re-listed
20652 @need 1250
20653 Here are all the graphing definitions in their final form:
20655 @smallexample
20656 @group
20657 (defvar top-of-ranges
20658  '(10  20  30  40  50
20659    60  70  80  90 100
20660   110 120 130 140 150
20661   160 170 180 190 200
20662   210 220 230 240 250)
20663  "List specifying ranges for `defuns-per-range'.")
20664 @end group
20666 @group
20667 (defvar graph-symbol "*"
20668   "String used as symbol in graph, usually an asterisk.")
20669 @end group
20671 @group
20672 (defvar graph-blank " "
20673   "String used as blank in graph, usually a blank space.
20674 graph-blank must be the same number of columns wide
20675 as graph-symbol.")
20676 @end group
20678 @group
20679 (defvar Y-axis-tic " - "
20680    "String that follows number in a Y axis label.")
20681 @end group
20683 @group
20684 (defvar Y-axis-label-spacing 5
20685   "Number of lines from one Y axis label to next.")
20686 @end group
20688 @group
20689 (defvar X-axis-tic-symbol "|"
20690   "String to insert to point to a column in X axis.")
20691 @end group
20693 @group
20694 (defvar X-axis-label-spacing
20695   (if (boundp 'graph-blank)
20696       (* 5 (length graph-blank)) 5)
20697   "Number of units from one X axis label to next.")
20698 @end group
20699 @end smallexample
20701 @smallexample
20702 @group
20703 (defun count-words-in-defun ()
20704   "Return the number of words and symbols in a defun."
20705   (beginning-of-defun)
20706   (let ((count 0)
20707         (end (save-excursion (end-of-defun) (point))))
20708 @end group
20710 @group
20711     (while
20712         (and (< (point) end)
20713              (re-search-forward
20714               "\\(\\w\\|\\s_\\)+[^ \t\n]*[ \t\n]*"
20715               end t))
20716       (setq count (1+ count)))
20717     count))
20718 @end group
20719 @end smallexample
20721 @smallexample
20722 @group
20723 (defun lengths-list-file (filename)
20724   "Return list of definitions' lengths within FILE.
20725 The returned list is a list of numbers.
20726 Each number is the number of words or
20727 symbols in one function definition."
20728 @end group
20730 @group
20731   (message "Working on `%s' ... " filename)
20732   (save-excursion
20733     (let ((buffer (find-file-noselect filename))
20734           (lengths-list))
20735       (set-buffer buffer)
20736       (setq buffer-read-only t)
20737       (widen)
20738       (goto-char (point-min))
20739 @end group
20741 @group
20742       (while (re-search-forward "^(defun" nil t)
20743         (setq lengths-list
20744               (cons (count-words-in-defun) lengths-list)))
20745       (kill-buffer buffer)
20746       lengths-list)))
20747 @end group
20748 @end smallexample
20750 @smallexample
20751 @group
20752 (defun lengths-list-many-files (list-of-files)
20753   "Return list of lengths of defuns in LIST-OF-FILES."
20754   (let (lengths-list)
20755 ;;; @r{true-or-false-test}
20756     (while list-of-files
20757       (setq lengths-list
20758             (append
20759              lengths-list
20760 @end group
20761 @group
20762 ;;; @r{Generate a lengths' list.}
20763              (lengths-list-file
20764               (expand-file-name (car list-of-files)))))
20765 ;;; @r{Make files' list shorter.}
20766       (setq list-of-files (cdr list-of-files)))
20767 ;;; @r{Return final value of lengths' list.}
20768     lengths-list))
20769 @end group
20770 @end smallexample
20772 @smallexample
20773 @group
20774 (defun defuns-per-range (sorted-lengths top-of-ranges)
20775   "SORTED-LENGTHS defuns in each TOP-OF-RANGES range."
20776   (let ((top-of-range (car top-of-ranges))
20777         (number-within-range 0)
20778         defuns-per-range-list)
20779 @end group
20781 @group
20782     ;; @r{Outer loop.}
20783     (while top-of-ranges
20785       ;; @r{Inner loop.}
20786       (while (and
20787               ;; @r{Need number for numeric test.}
20788               (car sorted-lengths)
20789               (< (car sorted-lengths) top-of-range))
20791         ;; @r{Count number of definitions within current range.}
20792         (setq number-within-range (1+ number-within-range))
20793         (setq sorted-lengths (cdr sorted-lengths)))
20794 @end group
20796 @group
20797       ;; @r{Exit inner loop but remain within outer loop.}
20799       (setq defuns-per-range-list
20800             (cons number-within-range defuns-per-range-list))
20801       (setq number-within-range 0)      ; @r{Reset count to zero.}
20803       ;; @r{Move to next range.}
20804       (setq top-of-ranges (cdr top-of-ranges))
20805       ;; @r{Specify next top of range value.}
20806       (setq top-of-range (car top-of-ranges)))
20807 @end group
20809 @group
20810     ;; @r{Exit outer loop and count the number of defuns larger than}
20811     ;; @r{  the largest top-of-range value.}
20812     (setq defuns-per-range-list
20813           (cons
20814            (length sorted-lengths)
20815            defuns-per-range-list))
20817     ;; @r{Return a list of the number of definitions within each range,}
20818     ;; @r{  smallest to largest.}
20819     (nreverse defuns-per-range-list)))
20820 @end group
20821 @end smallexample
20823 @smallexample
20824 @group
20825 (defun column-of-graph (max-graph-height actual-height)
20826   "Return list of MAX-GRAPH-HEIGHT strings;
20827 ACTUAL-HEIGHT are graph-symbols.
20828 The graph-symbols are contiguous entries at the end
20829 of the list.
20830 The list will be inserted as one column of a graph.
20831 The strings are either graph-blank or graph-symbol."
20832 @end group
20834 @group
20835   (let ((insert-list nil)
20836         (number-of-top-blanks
20837          (- max-graph-height actual-height)))
20839     ;; @r{Fill in @code{graph-symbols}.}
20840     (while (> actual-height 0)
20841       (setq insert-list (cons graph-symbol insert-list))
20842       (setq actual-height (1- actual-height)))
20843 @end group
20845 @group
20846     ;; @r{Fill in @code{graph-blanks}.}
20847     (while (> number-of-top-blanks 0)
20848       (setq insert-list (cons graph-blank insert-list))
20849       (setq number-of-top-blanks
20850             (1- number-of-top-blanks)))
20852     ;; @r{Return whole list.}
20853     insert-list))
20854 @end group
20855 @end smallexample
20857 @smallexample
20858 @group
20859 (defun Y-axis-element (number full-Y-label-width)
20860   "Construct a NUMBERed label element.
20861 A numbered element looks like this `  5 - ',
20862 and is padded as needed so all line up with
20863 the element for the largest number."
20864 @end group
20865 @group
20866   (let* ((leading-spaces
20867          (- full-Y-label-width
20868             (length
20869              (concat (number-to-string number)
20870                      Y-axis-tic)))))
20871 @end group
20872 @group
20873     (concat
20874      (make-string leading-spaces ? )
20875      (number-to-string number)
20876      Y-axis-tic)))
20877 @end group
20878 @end smallexample
20880 @smallexample
20881 @group
20882 (defun print-Y-axis
20883   (height full-Y-label-width &optional vertical-step)
20884   "Insert Y axis by HEIGHT and FULL-Y-LABEL-WIDTH.
20885 Height must be the  maximum height of the graph.
20886 Full width is the width of the highest label element.
20887 Optionally, print according to VERTICAL-STEP."
20888 @end group
20889 @group
20890 ;; Value of height and full-Y-label-width
20891 ;; are passed by `print-graph'.
20892   (let ((start (point)))
20893     (insert-rectangle
20894      (Y-axis-column height full-Y-label-width vertical-step))
20895 @end group
20896 @group
20897     ;; @r{Place point ready for inserting graph.}
20898     (goto-char start)
20899     ;; @r{Move point forward by value of} full-Y-label-width
20900     (forward-char full-Y-label-width)))
20901 @end group
20902 @end smallexample
20904 @smallexample
20905 @group
20906 (defun print-X-axis-tic-line
20907   (number-of-X-tics X-axis-leading-spaces X-axis-tic-element)
20908   "Print tics for X axis."
20909     (insert X-axis-leading-spaces)
20910     (insert X-axis-tic-symbol)  ; @r{Under first column.}
20911 @end group
20912 @group
20913     ;; @r{Insert second tic in the right spot.}
20914     (insert (concat
20915              (make-string
20916               (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
20917                   ;; @r{Insert white space up to second tic symbol.}
20918                   (* 2 (length X-axis-tic-symbol)))
20919               ? )
20920              X-axis-tic-symbol))
20921 @end group
20922 @group
20923     ;; @r{Insert remaining tics.}
20924     (while (> number-of-X-tics 1)
20925       (insert X-axis-tic-element)
20926       (setq number-of-X-tics (1- number-of-X-tics))))
20927 @end group
20928 @end smallexample
20930 @smallexample
20931 @group
20932 (defun X-axis-element (number)
20933   "Construct a numbered X axis element."
20934   (let ((leading-spaces
20935          (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
20936              (length (number-to-string number)))))
20937     (concat (make-string leading-spaces ? )
20938             (number-to-string number))))
20939 @end group
20940 @end smallexample
20942 @smallexample
20943 @group
20944 (defun graph-body-print (numbers-list height symbol-width)
20945   "Print a bar graph of the NUMBERS-LIST.
20946 The numbers-list consists of the Y-axis values.
20947 HEIGHT is maximum height of graph.
20948 SYMBOL-WIDTH is number of each column."
20949 @end group
20950 @group
20951   (let (from-position)
20952     (while numbers-list
20953       (setq from-position (point))
20954       (insert-rectangle
20955        (column-of-graph height (car numbers-list)))
20956       (goto-char from-position)
20957       (forward-char symbol-width)
20958 @end group
20959 @group
20960       ;; @r{Draw graph column by column.}
20961       (sit-for 0)
20962       (setq numbers-list (cdr numbers-list)))
20963     ;; @r{Place point for X axis labels.}
20964     (forward-line height)
20965     (insert "\n")))
20966 @end group
20967 @end smallexample
20969 @smallexample
20970 @group
20971 (defun Y-axis-column
20972   (height width-of-label &optional vertical-step)
20973   "Construct list of labels for Y axis.
20974 HEIGHT is maximum height of graph.
20975 WIDTH-OF-LABEL is maximum width of label.
20976 @end group
20977 @group
20978 VERTICAL-STEP, an option, is a positive integer
20979 that specifies how much a Y axis label increments
20980 for each line.  For example, a step of 5 means
20981 that each line is five units of the graph."
20982   (let (Y-axis
20983         (number-per-line (or vertical-step 1)))
20984 @end group
20985 @group
20986     (while (> height 1)
20987       (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
20988           ;; @r{Insert label.}
20989           (setq Y-axis
20990                 (cons
20991                  (Y-axis-element
20992                   (* height number-per-line)
20993                   width-of-label)
20994                  Y-axis))
20995 @end group
20996 @group
20997         ;; @r{Else, insert blanks.}
20998         (setq Y-axis
20999               (cons
21000                (make-string width-of-label ? )
21001                Y-axis)))
21002       (setq height (1- height)))
21003 @end group
21004 @group
21005     ;; @r{Insert base line.}
21006     (setq Y-axis (cons (Y-axis-element
21007                         (or vertical-step 1)
21008                         width-of-label)
21009                        Y-axis))
21010     (nreverse Y-axis)))
21011 @end group
21012 @end smallexample
21014 @smallexample
21015 @group
21016 (defun print-X-axis-numbered-line
21017   (number-of-X-tics X-axis-leading-spaces
21018    &optional horizontal-step)
21019   "Print line of X-axis numbers"
21020   (let ((number X-axis-label-spacing)
21021         (horizontal-step (or horizontal-step 1)))
21022 @end group
21023 @group
21024     (insert X-axis-leading-spaces)
21025     ;; line up number
21026     (delete-char (- (1- (length (number-to-string horizontal-step)))))
21027     (insert (concat
21028              (make-string
21029               ;; @r{Insert white space up to next number.}
21030               (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
21031                   (1- (length (number-to-string horizontal-step)))
21032                   2)
21033               ? )
21034              (number-to-string (* number horizontal-step))))
21035 @end group
21036 @group
21037     ;; @r{Insert remaining numbers.}
21038     (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
21039     (while (> number-of-X-tics 1)
21040       (insert (X-axis-element (* number horizontal-step)))
21041       (setq number (+ number X-axis-label-spacing))
21042       (setq number-of-X-tics (1- number-of-X-tics)))))
21043 @end group
21044 @end smallexample
21046 @smallexample
21047 @group
21048 (defun print-X-axis (numbers-list horizontal-step)
21049   "Print X axis labels to length of NUMBERS-LIST.
21050 Optionally, HORIZONTAL-STEP, a positive integer,
21051 specifies how much an X  axis label increments for
21052 each column."
21053 @end group
21054 @group
21055 ;; Value of symbol-width and full-Y-label-width
21056 ;; are passed by `print-graph'.
21057   (let* ((leading-spaces
21058           (make-string full-Y-label-width ? ))
21059        ;; symbol-width @r{is provided by} graph-body-print
21060        (tic-width (* symbol-width X-axis-label-spacing))
21061        (X-length (length numbers-list))
21062 @end group
21063 @group
21064        (X-tic
21065         (concat
21066          (make-string
21067           ;; @r{Make a string of blanks.}
21068           (-  (* symbol-width X-axis-label-spacing)
21069               (length X-axis-tic-symbol))
21070           ? )
21071 @end group
21072 @group
21073          ;; @r{Concatenate blanks with tic symbol.}
21074          X-axis-tic-symbol))
21075        (tic-number
21076         (if (zerop (% X-length tic-width))
21077             (/ X-length tic-width)
21078           (1+ (/ X-length tic-width)))))
21079 @end group
21081 @group
21082     (print-X-axis-tic-line
21083      tic-number leading-spaces X-tic)
21084     (insert "\n")
21085     (print-X-axis-numbered-line
21086      tic-number leading-spaces horizontal-step)))
21087 @end group
21088 @end smallexample
21090 @smallexample
21091 @group
21092 (defun one-fiftieth (full-range)
21093   "Return list, each number of which is 1/50th previous."
21094  (mapcar '(lambda (arg) (/ arg 50)) full-range))
21095 @end group
21096 @end smallexample
21098 @smallexample
21099 @group
21100 (defun print-graph
21101   (numbers-list &optional vertical-step horizontal-step)
21102   "Print labelled bar graph of the NUMBERS-LIST.
21103 The numbers-list consists of the Y-axis values.
21104 @end group
21106 @group
21107 Optionally, VERTICAL-STEP, a positive integer,
21108 specifies how much a Y axis label increments for
21109 each line.  For example, a step of 5 means that
21110 each row is five units.
21111 @end group
21113 @group
21114 Optionally, HORIZONTAL-STEP, a positive integer,
21115 specifies how much an X  axis label increments for
21116 each column."
21117   (let* ((symbol-width (length graph-blank))
21118          ;; @code{height} @r{is both the largest number}
21119          ;; @r{and the number with the most digits.}
21120          (height (apply 'max numbers-list))
21121 @end group
21122 @group
21123          (height-of-top-line
21124           (if (zerop (% height Y-axis-label-spacing))
21125               height
21126             ;; @r{else}
21127             (* (1+ (/ height Y-axis-label-spacing))
21128                Y-axis-label-spacing)))
21129 @end group
21130 @group
21131          (vertical-step (or vertical-step 1))
21132          (full-Y-label-width
21133           (length
21134            (concat
21135             (number-to-string
21136              (* height-of-top-line vertical-step))
21137             Y-axis-tic))))
21138 @end group
21139 @group
21141     (print-Y-axis
21142      height-of-top-line full-Y-label-width vertical-step)
21143     (graph-body-print
21144         numbers-list height-of-top-line symbol-width)
21145     (print-X-axis numbers-list horizontal-step)))
21146 @end group
21147 @end smallexample
21148 @c qqq
21149 @end ignore
21151 @page
21152 @node Final printed graph,  , Another Bug, Print Whole Graph
21153 @appendixsubsec The Printed Graph
21155 When made and installed, you can call the @code{print-graph} command
21156 like this:
21157 @sp 1
21159 @smallexample
21160 @group
21161 (print-graph fiftieth-list-for-graph 50 10)
21162 @end group
21163 @end smallexample
21164 @sp 1
21166 @noindent
21167 Here is the graph:
21168 @sp 2
21170 @smallexample
21171 @group
21172 1000 -  *
21173         **
21174         **
21175         **
21176         **
21177  750 -  ***
21178         ***
21179         ***
21180         ***
21181         ****
21182  500 - *****
21183        ******
21184        ******
21185        ******
21186        *******
21187  250 - ********
21188        *********                     *
21189        ***********                   *
21190        *************                 *
21191   50 - ***************** *           *
21192        |   |    |    |    |    |    |    |
21193       10  50  100  150  200  250  300  350
21194 @end group
21195 @end smallexample
21197 @sp 2
21199 @noindent
21200 The largest group of functions contain 10 -- 19 words and symbols each.
21202 @node Free Software and Free Manuals, GNU Free Documentation License, Full Graph, Top
21203 @appendix Free Software and Free Manuals
21205 @strong{by Richard M. Stallman}
21206 @sp 1
21208 The biggest deficiency in free operating systems is not in the
21209 software---it is the lack of good free manuals that we can include in
21210 these systems.  Many of our most important programs do not come with
21211 full manuals.  Documentation is an essential part of any software
21212 package; when an important free software package does not come with a
21213 free manual, that is a major gap.  We have many such gaps today.
21215 Once upon a time, many years ago, I thought I would learn Perl.  I got
21216 a copy of a free manual, but I found it hard to read.  When I asked
21217 Perl users about alternatives, they told me that there were better
21218 introductory manuals---but those were not free.
21220 Why was this?  The authors of the good manuals had written them for
21221 O'Reilly Associates, which published them with restrictive terms---no
21222 copying, no modification, source files not available---which exclude
21223 them from the free software community.
21225 That wasn't the first time this sort of thing has happened, and (to
21226 our community's great loss) it was far from the last.  Proprietary
21227 manual publishers have enticed a great many authors to restrict their
21228 manuals since then.  Many times I have heard a GNU user eagerly tell me
21229 about a manual that he is writing, with which he expects to help the
21230 GNU project---and then had my hopes dashed, as he proceeded to explain
21231 that he had signed a contract with a publisher that would restrict it
21232 so that we cannot use it.
21234 Given that writing good English is a rare skill among programmers, we
21235 can ill afford to lose manuals this way.
21237 @c (texinfo)uref
21238 (The Free Software Foundation
21239 @uref{http://www.gnu.org/doc/doc.html#DescriptionsOfGNUDocumentation, ,
21240 sells printed copies} of free @uref{http://www.gnu.org/doc/doc.html,
21241 GNU manuals}, too.)
21243 Free documentation, like free software, is a matter of freedom, not
21244 price.  The problem with these manuals was not that O'Reilly Associates
21245 charged a price for printed copies---that in itself is fine.  (The Free
21246 Software Foundation sells printed copies of free GNU manuals, too.)
21247 But GNU manuals are available in source code form, while these manuals
21248 are available only on paper.  GNU manuals come with permission to copy
21249 and modify; the Perl manuals do not.  These restrictions are the
21250 problems.
21252 The criterion for a free manual is pretty much the same as for free
21253 software: it is a matter of giving all users certain
21254 freedoms.  Redistribution (including commercial redistribution) must be
21255 permitted, so that the manual can accompany every copy of the program,
21256 on-line or on paper.  Permission for modification is crucial too.
21258 As a general rule, I don't believe that it is essential for people to
21259 have permission to modify all sorts of articles and books.  The issues
21260 for writings are not necessarily the same as those for software.  For
21261 example, I don't think you or I are obliged to give permission to
21262 modify articles like this one, which describe our actions and our
21263 views.
21265 But there is a particular reason why the freedom to modify is crucial
21266 for documentation for free software.  When people exercise their right
21267 to modify the software, and add or change its features, if they are
21268 conscientious they will change the manual too---so they can provide
21269 accurate and usable documentation with the modified program.  A manual
21270 which forbids programmers to be conscientious and finish the job, or
21271 more precisely requires them to write a new manual from scratch if
21272 they change the program, does not fill our community's needs.
21274 While a blanket prohibition on modification is unacceptable, some
21275 kinds of limits on the method of modification pose no problem.  For
21276 example, requirements to preserve the original author's copyright
21277 notice, the distribution terms, or the list of authors, are ok.  It is
21278 also no problem to require modified versions to include notice that
21279 they were modified, even to have entire sections that may not be
21280 deleted or changed, as long as these sections deal with nontechnical
21281 topics.  (Some GNU manuals have them.)
21283 These kinds of restrictions are not a problem because, as a practical
21284 matter, they don't stop the conscientious programmer from adapting the
21285 manual to fit the modified program.  In other words, they don't block
21286 the free software community from making full use of the manual.
21288 However, it must be possible to modify all the technical content of
21289 the manual, and then distribute the result in all the usual media,
21290 through all the usual channels; otherwise, the restrictions do block
21291 the community, the manual is not free, and so we need another manual.
21293 Unfortunately, it is often hard to find someone to write another
21294 manual when a proprietary manual exists.  The obstacle is that many
21295 users think that a proprietary manual is good enough---so they don't
21296 see the need to write a free manual.  They do not see that the free
21297 operating system has a gap that needs filling.
21299 Why do users think that proprietary manuals are good enough? Some have
21300 not considered the issue.  I hope this article will do something to
21301 change that.
21303 Other users consider proprietary manuals acceptable for the same
21304 reason so many people consider proprietary software acceptable: they
21305 judge in purely practical terms, not using freedom as a
21306 criterion.  These people are entitled to their opinions, but since
21307 those opinions spring from values which do not include freedom, they
21308 are no guide for those of us who do value freedom.
21310 Please spread the word about this issue.  We continue to lose manuals
21311 to proprietary publishing.  If we spread the word that proprietary
21312 manuals are not sufficient, perhaps the next person who wants to help
21313 GNU by writing documentation will realize, before it is too late, that
21314 he must above all make it free.
21316 We can also encourage commercial publishers to sell free, copylefted
21317 manuals instead of proprietary ones.  One way you can help this is to
21318 check the distribution terms of a manual before you buy it, and prefer
21319 copylefted manuals to non-copylefted ones.
21321 @sp 2
21322 @noindent
21323 Note: The Free Software Foundation maintains a page on its Web site
21324 that lists free books available from other publishers:@*
21325 @uref{http://www.gnu.org/doc/other-free-books.html}
21328 @node GNU Free Documentation License, Index, Free Software and Free Manuals, Top
21329 @appendix GNU Free Documentation License
21331 @cindex FDL, GNU Free Documentation License
21332 @center Version 1.2, November 2002
21334 @display
21335 Copyright @copyright{} 2000,2001,2002 Free Software Foundation, Inc.
21336 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA
21338 Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies
21339 of this license document, but changing it is not allowed.
21340 @end display
21342 @enumerate 0
21343 @item
21344 PREAMBLE
21346 The purpose of this License is to make a manual, textbook, or other
21347 functional and useful document @dfn{free} in the sense of freedom: to
21348 assure everyone the effective freedom to copy and redistribute it,
21349 with or without modifying it, either commercially or noncommercially.
21350 Secondarily, this License preserves for the author and publisher a way
21351 to get credit for their work, while not being considered responsible
21352 for modifications made by others.
21354 This License is a kind of ``copyleft'', which means that derivative
21355 works of the document must themselves be free in the same sense.  It
21356 complements the GNU General Public License, which is a copyleft
21357 license designed for free software.
21359 We have designed this License in order to use it for manuals for free
21360 software, because free software needs free documentation: a free
21361 program should come with manuals providing the same freedoms that the
21362 software does.  But this License is not limited to software manuals;
21363 it can be used for any textual work, regardless of subject matter or
21364 whether it is published as a printed book.  We recommend this License
21365 principally for works whose purpose is instruction or reference.
21367 @item
21368 APPLICABILITY AND DEFINITIONS
21370 This License applies to any manual or other work, in any medium, that
21371 contains a notice placed by the copyright holder saying it can be
21372 distributed under the terms of this License.  Such a notice grants a
21373 world-wide, royalty-free license, unlimited in duration, to use that
21374 work under the conditions stated herein.  The ``Document'', below,
21375 refers to any such manual or work.  Any member of the public is a
21376 licensee, and is addressed as ``you''.  You accept the license if you
21377 copy, modify or distribute the work in a way requiring permission
21378 under copyright law.
21380 A ``Modified Version'' of the Document means any work containing the
21381 Document or a portion of it, either copied verbatim, or with
21382 modifications and/or translated into another language.
21384 A ``Secondary Section'' is a named appendix or a front-matter section
21385 of the Document that deals exclusively with the relationship of the
21386 publishers or authors of the Document to the Document's overall
21387 subject (or to related matters) and contains nothing that could fall
21388 directly within that overall subject.  (Thus, if the Document is in
21389 part a textbook of mathematics, a Secondary Section may not explain
21390 any mathematics.)  The relationship could be a matter of historical
21391 connection with the subject or with related matters, or of legal,
21392 commercial, philosophical, ethical or political position regarding
21393 them.
21395 The ``Invariant Sections'' are certain Secondary Sections whose titles
21396 are designated, as being those of Invariant Sections, in the notice
21397 that says that the Document is released under this License.  If a
21398 section does not fit the above definition of Secondary then it is not
21399 allowed to be designated as Invariant.  The Document may contain zero
21400 Invariant Sections.  If the Document does not identify any Invariant
21401 Sections then there are none.
21403 The ``Cover Texts'' are certain short passages of text that are listed,
21404 as Front-Cover Texts or Back-Cover Texts, in the notice that says that
21405 the Document is released under this License.  A Front-Cover Text may
21406 be at most 5 words, and a Back-Cover Text may be at most 25 words.
21408 A ``Transparent'' copy of the Document means a machine-readable copy,
21409 represented in a format whose specification is available to the
21410 general public, that is suitable for revising the document
21411 straightforwardly with generic text editors or (for images composed of
21412 pixels) generic paint programs or (for drawings) some widely available
21413 drawing editor, and that is suitable for input to text formatters or
21414 for automatic translation to a variety of formats suitable for input
21415 to text formatters.  A copy made in an otherwise Transparent file
21416 format whose markup, or absence of markup, has been arranged to thwart
21417 or discourage subsequent modification by readers is not Transparent.
21418 An image format is not Transparent if used for any substantial amount
21419 of text.  A copy that is not ``Transparent'' is called ``Opaque''.
21421 Examples of suitable formats for Transparent copies include plain
21422 @sc{ascii} without markup, Texinfo input format, La@TeX{} input
21423 format, @acronym{SGML} or @acronym{XML} using a publicly available
21424 @acronym{DTD}, and standard-conforming simple @acronym{HTML},
21425 PostScript or @acronym{PDF} designed for human modification.  Examples
21426 of transparent image formats include @acronym{PNG}, @acronym{XCF} and
21427 @acronym{JPG}.  Opaque formats include proprietary formats that can be
21428 read and edited only by proprietary word processors, @acronym{SGML} or
21429 @acronym{XML} for which the @acronym{DTD} and/or processing tools are
21430 not generally available, and the machine-generated @acronym{HTML},
21431 PostScript or @acronym{PDF} produced by some word processors for
21432 output purposes only.
21434 The ``Title Page'' means, for a printed book, the title page itself,
21435 plus such following pages as are needed to hold, legibly, the material
21436 this License requires to appear in the title page.  For works in
21437 formats which do not have any title page as such, ``Title Page'' means
21438 the text near the most prominent appearance of the work's title,
21439 preceding the beginning of the body of the text.
21441 A section ``Entitled XYZ'' means a named subunit of the Document whose
21442 title either is precisely XYZ or contains XYZ in parentheses following
21443 text that translates XYZ in another language.  (Here XYZ stands for a
21444 specific section name mentioned below, such as ``Acknowledgements'',
21445 ``Dedications'', ``Endorsements'', or ``History''.)  To ``Preserve the Title''
21446 of such a section when you modify the Document means that it remains a
21447 section ``Entitled XYZ'' according to this definition.
21449 The Document may include Warranty Disclaimers next to the notice which
21450 states that this License applies to the Document.  These Warranty
21451 Disclaimers are considered to be included by reference in this
21452 License, but only as regards disclaiming warranties: any other
21453 implication that these Warranty Disclaimers may have is void and has
21454 no effect on the meaning of this License.
21456 @item
21457 VERBATIM COPYING
21459 You may copy and distribute the Document in any medium, either
21460 commercially or noncommercially, provided that this License, the
21461 copyright notices, and the license notice saying this License applies
21462 to the Document are reproduced in all copies, and that you add no other
21463 conditions whatsoever to those of this License.  You may not use
21464 technical measures to obstruct or control the reading or further
21465 copying of the copies you make or distribute.  However, you may accept
21466 compensation in exchange for copies.  If you distribute a large enough
21467 number of copies you must also follow the conditions in section 3.
21469 You may also lend copies, under the same conditions stated above, and
21470 you may publicly display copies.
21472 @item
21473 COPYING IN QUANTITY
21475 If you publish printed copies (or copies in media that commonly have
21476 printed covers) of the Document, numbering more than 100, and the
21477 Document's license notice requires Cover Texts, you must enclose the
21478 copies in covers that carry, clearly and legibly, all these Cover
21479 Texts: Front-Cover Texts on the front cover, and Back-Cover Texts on
21480 the back cover.  Both covers must also clearly and legibly identify
21481 you as the publisher of these copies.  The front cover must present
21482 the full title with all words of the title equally prominent and
21483 visible.  You may add other material on the covers in addition.
21484 Copying with changes limited to the covers, as long as they preserve
21485 the title of the Document and satisfy these conditions, can be treated
21486 as verbatim copying in other respects.
21488 If the required texts for either cover are too voluminous to fit
21489 legibly, you should put the first ones listed (as many as fit
21490 reasonably) on the actual cover, and continue the rest onto adjacent
21491 pages.
21493 If you publish or distribute Opaque copies of the Document numbering
21494 more than 100, you must either include a machine-readable Transparent
21495 copy along with each Opaque copy, or state in or with each Opaque copy
21496 a computer-network location from which the general network-using
21497 public has access to download using public-standard network protocols
21498 a complete Transparent copy of the Document, free of added material.
21499 If you use the latter option, you must take reasonably prudent steps,
21500 when you begin distribution of Opaque copies in quantity, to ensure
21501 that this Transparent copy will remain thus accessible at the stated
21502 location until at least one year after the last time you distribute an
21503 Opaque copy (directly or through your agents or retailers) of that
21504 edition to the public.
21506 It is requested, but not required, that you contact the authors of the
21507 Document well before redistributing any large number of copies, to give
21508 them a chance to provide you with an updated version of the Document.
21510 @item
21511 MODIFICATIONS
21513 You may copy and distribute a Modified Version of the Document under
21514 the conditions of sections 2 and 3 above, provided that you release
21515 the Modified Version under precisely this License, with the Modified
21516 Version filling the role of the Document, thus licensing distribution
21517 and modification of the Modified Version to whoever possesses a copy
21518 of it.  In addition, you must do these things in the Modified Version:
21520 @enumerate A
21521 @item
21522 Use in the Title Page (and on the covers, if any) a title distinct
21523 from that of the Document, and from those of previous versions
21524 (which should, if there were any, be listed in the History section
21525 of the Document).  You may use the same title as a previous version
21526 if the original publisher of that version gives permission.
21528 @item
21529 List on the Title Page, as authors, one or more persons or entities
21530 responsible for authorship of the modifications in the Modified
21531 Version, together with at least five of the principal authors of the
21532 Document (all of its principal authors, if it has fewer than five),
21533 unless they release you from this requirement.
21535 @item
21536 State on the Title page the name of the publisher of the
21537 Modified Version, as the publisher.
21539 @item
21540 Preserve all the copyright notices of the Document.
21542 @item
21543 Add an appropriate copyright notice for your modifications
21544 adjacent to the other copyright notices.
21546 @item
21547 Include, immediately after the copyright notices, a license notice
21548 giving the public permission to use the Modified Version under the
21549 terms of this License, in the form shown in the Addendum below.
21551 @item
21552 Preserve in that license notice the full lists of Invariant Sections
21553 and required Cover Texts given in the Document's license notice.
21555 @item
21556 Include an unaltered copy of this License.
21558 @item
21559 Preserve the section Entitled ``History'', Preserve its Title, and add
21560 to it an item stating at least the title, year, new authors, and
21561 publisher of the Modified Version as given on the Title Page.  If
21562 there is no section Entitled ``History'' in the Document, create one
21563 stating the title, year, authors, and publisher of the Document as
21564 given on its Title Page, then add an item describing the Modified
21565 Version as stated in the previous sentence.
21567 @item
21568 Preserve the network location, if any, given in the Document for
21569 public access to a Transparent copy of the Document, and likewise
21570 the network locations given in the Document for previous versions
21571 it was based on.  These may be placed in the ``History'' section.
21572 You may omit a network location for a work that was published at
21573 least four years before the Document itself, or if the original
21574 publisher of the version it refers to gives permission.
21576 @item
21577 For any section Entitled ``Acknowledgements'' or ``Dedications'', Preserve
21578 the Title of the section, and preserve in the section all the
21579 substance and tone of each of the contributor acknowledgements and/or
21580 dedications given therein.
21582 @item
21583 Preserve all the Invariant Sections of the Document,
21584 unaltered in their text and in their titles.  Section numbers
21585 or the equivalent are not considered part of the section titles.
21587 @item
21588 Delete any section Entitled ``Endorsements''.  Such a section
21589 may not be included in the Modified Version.
21591 @item
21592 Do not retitle any existing section to be Entitled ``Endorsements'' or
21593 to conflict in title with any Invariant Section.
21595 @item
21596 Preserve any Warranty Disclaimers.
21597 @end enumerate
21599 If the Modified Version includes new front-matter sections or
21600 appendices that qualify as Secondary Sections and contain no material
21601 copied from the Document, you may at your option designate some or all
21602 of these sections as invariant.  To do this, add their titles to the
21603 list of Invariant Sections in the Modified Version's license notice.
21604 These titles must be distinct from any other section titles.
21606 You may add a section Entitled ``Endorsements'', provided it contains
21607 nothing but endorsements of your Modified Version by various
21608 parties---for example, statements of peer review or that the text has
21609 been approved by an organization as the authoritative definition of a
21610 standard.
21612 You may add a passage of up to five words as a Front-Cover Text, and a
21613 passage of up to 25 words as a Back-Cover Text, to the end of the list
21614 of Cover Texts in the Modified Version.  Only one passage of
21615 Front-Cover Text and one of Back-Cover Text may be added by (or
21616 through arrangements made by) any one entity.  If the Document already
21617 includes a cover text for the same cover, previously added by you or
21618 by arrangement made by the same entity you are acting on behalf of,
21619 you may not add another; but you may replace the old one, on explicit
21620 permission from the previous publisher that added the old one.
21622 The author(s) and publisher(s) of the Document do not by this License
21623 give permission to use their names for publicity for or to assert or
21624 imply endorsement of any Modified Version.
21626 @item
21627 COMBINING DOCUMENTS
21629 You may combine the Document with other documents released under this
21630 License, under the terms defined in section 4 above for modified
21631 versions, provided that you include in the combination all of the
21632 Invariant Sections of all of the original documents, unmodified, and
21633 list them all as Invariant Sections of your combined work in its
21634 license notice, and that you preserve all their Warranty Disclaimers.
21636 The combined work need only contain one copy of this License, and
21637 multiple identical Invariant Sections may be replaced with a single
21638 copy.  If there are multiple Invariant Sections with the same name but
21639 different contents, make the title of each such section unique by
21640 adding at the end of it, in parentheses, the name of the original
21641 author or publisher of that section if known, or else a unique number.
21642 Make the same adjustment to the section titles in the list of
21643 Invariant Sections in the license notice of the combined work.
21645 In the combination, you must combine any sections Entitled ``History''
21646 in the various original documents, forming one section Entitled
21647 ``History''; likewise combine any sections Entitled ``Acknowledgements'',
21648 and any sections Entitled ``Dedications''.  You must delete all
21649 sections Entitled ``Endorsements.''
21651 @item
21652 COLLECTIONS OF DOCUMENTS
21654 You may make a collection consisting of the Document and other documents
21655 released under this License, and replace the individual copies of this
21656 License in the various documents with a single copy that is included in
21657 the collection, provided that you follow the rules of this License for
21658 verbatim copying of each of the documents in all other respects.
21660 You may extract a single document from such a collection, and distribute
21661 it individually under this License, provided you insert a copy of this
21662 License into the extracted document, and follow this License in all
21663 other respects regarding verbatim copying of that document.
21665 @item
21666 AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS
21668 A compilation of the Document or its derivatives with other separate
21669 and independent documents or works, in or on a volume of a storage or
21670 distribution medium, is called an ``aggregate'' if the copyright
21671 resulting from the compilation is not used to limit the legal rights
21672 of the compilation's users beyond what the individual works permit.
21673 When the Document is included in an aggregate, this License does not
21674 apply to the other works in the aggregate which are not themselves
21675 derivative works of the Document.
21677 If the Cover Text requirement of section 3 is applicable to these
21678 copies of the Document, then if the Document is less than one half of
21679 the entire aggregate, the Document's Cover Texts may be placed on
21680 covers that bracket the Document within the aggregate, or the
21681 electronic equivalent of covers if the Document is in electronic form.
21682 Otherwise they must appear on printed covers that bracket the whole
21683 aggregate.
21685 @item
21686 TRANSLATION
21688 Translation is considered a kind of modification, so you may
21689 distribute translations of the Document under the terms of section 4.
21690 Replacing Invariant Sections with translations requires special
21691 permission from their copyright holders, but you may include
21692 translations of some or all Invariant Sections in addition to the
21693 original versions of these Invariant Sections.  You may include a
21694 translation of this License, and all the license notices in the
21695 Document, and any Warranty Disclaimers, provided that you also include
21696 the original English version of this License and the original versions
21697 of those notices and disclaimers.  In case of a disagreement between
21698 the translation and the original version of this License or a notice
21699 or disclaimer, the original version will prevail.
21701 If a section in the Document is Entitled ``Acknowledgements'',
21702 ``Dedications'', or ``History'', the requirement (section 4) to Preserve
21703 its Title (section 1) will typically require changing the actual
21704 title.
21706 @item
21707 TERMINATION
21709 You may not copy, modify, sublicense, or distribute the Document except
21710 as expressly provided for under this License.  Any other attempt to
21711 copy, modify, sublicense or distribute the Document is void, and will
21712 automatically terminate your rights under this License.  However,
21713 parties who have received copies, or rights, from you under this
21714 License will not have their licenses terminated so long as such
21715 parties remain in full compliance.
21717 @item
21718 FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE
21720 The Free Software Foundation may publish new, revised versions
21721 of the GNU Free Documentation License from time to time.  Such new
21722 versions will be similar in spirit to the present version, but may
21723 differ in detail to address new problems or concerns.  See
21724 @uref{http://www.gnu.org/copyleft/}.
21726 Each version of the License is given a distinguishing version number.
21727 If the Document specifies that a particular numbered version of this
21728 License ``or any later version'' applies to it, you have the option of
21729 following the terms and conditions either of that specified version or
21730 of any later version that has been published (not as a draft) by the
21731 Free Software Foundation.  If the Document does not specify a version
21732 number of this License, you may choose any version ever published (not
21733 as a draft) by the Free Software Foundation.
21734 @end enumerate
21736 @page
21737 @appendixsubsec ADDENDUM: How to use this License for your documents
21739 To use this License in a document you have written, include a copy of
21740 the License in the document and put the following copyright and
21741 license notices just after the title page:
21743 @smallexample
21744 @group
21745 Copyright (C)  @var{year}  @var{your name}.
21746 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
21747 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2
21748 or any later version published by the Free Software Foundation;
21749 with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
21750 A copy of the license is included in the section entitled ``GNU
21751 Free Documentation License''.
21752 @end group
21753 @end smallexample
21755 If you have Invariant Sections, Front-Cover Texts and Back-Cover Texts,
21756 replace the ``with...Texts.'' line with this:
21758 @smallexample
21759 @group
21760 with the Invariant Sections being @var{list their titles}, with
21761 the Front-Cover Texts being @var{list}, and with the Back-Cover Texts
21762 being @var{list}.
21763 @end group
21764 @end smallexample
21766 If you have Invariant Sections without Cover Texts, or some other
21767 combination of the three, merge those two alternatives to suit the
21768 situation.
21770 If your document contains nontrivial examples of program code, we
21771 recommend releasing these examples in parallel under your choice of
21772 free software license, such as the GNU General Public License,
21773 to permit their use in free software.
21775 @node Index, About the Author, GNU Free Documentation License, Top
21776 @comment  node-name,  next,  previous,  up
21777 @unnumbered Index
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21780 MENU ENTRY: NODE NAME.
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21816 @node About the Author,  , Index, Top
21817 @unnumbered About the Author
21818 @end ifnottex
21820 @quotation
21821 Robert J. Chassell has worked with GNU Emacs since 1985.  He writes
21822 and edits, teaches Emacs and Emacs Lisp, and speaks throughout the
21823 world on software freedom.  Chassell was a founding Director and
21824 Treasurer of the Free Software Foundation, Inc.  He is co-author of
21825 the @cite{Texinfo} manual, and has edited more than a dozen other
21826 books.  He graduated from Cambridge University, in England.  He has an
21827 abiding interest in social and economic history and flies his own
21828 airplane.
21829 @end quotation
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