Remove * in defcustom docstrings.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
bloba4c0b4b8fe4b57d18714632cbbdb93603c9b9a2e
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2002, 2003,
4 @c   2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Obsolete Functions::    Declaring functions obsolete.
25 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
26 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
27 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
28                             that have a special bearing on how functions work.
29 @end menu
31 @node What Is a Function
32 @section What Is a Function?
34   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
35 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
36 computation is called the value of the function.  The computation can
37 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
38 the contents of data structures.
40   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
41 function-like objects.
43 @table @dfn
44 @item function
45 @cindex function
46 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
47 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
48 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
49 macros are not functions.
51 @item primitive
52 @cindex primitive
53 @cindex subr
54 @cindex built-in function
55 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
56 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
57 @dfn{built-in functions}, or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
58 considered primitives.)
60 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
61 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
62 to operating system services, or because it needs to run fast.
63 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
64 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
66 @item lambda expression
67 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
68 These are described in the following section.
69 @ifnottex
70 @xref{Lambda Expressions}.
71 @end ifnottex
73 @item special form
74 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
75 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
76 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
77 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
78 Structures}.
80 @item macro
81 @cindex macro
82 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
83 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
84 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
85 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
86 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
87 use macros.
89 @item command
90 @cindex command
91 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
92 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
93 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
94 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
95 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
96 the fact that the function is a command makes no difference.
98 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
99 they are not functions.  A symbol is a command if its function
100 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
101 The symbol is a function as well if the definition is a function.
102 @xref{Interactive Call}.
104 @item keystroke command
105 @cindex keystroke command
106 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
107 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
108 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
109 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
111 @item byte-code function
112 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
113 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
114 @end table
116 @defun functionp object
117 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
118 function, or a special form, or, recursively, a symbol whose function
119 definition is a function or special form.  (This does not include
120 macros.)
121 @end defun
123 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not}
124 treat a symbol as its function definition.
126 @defun subrp object
127 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
128 (i.e., a Lisp primitive).
130 @example
131 @group
132 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
133      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
134 @end group
135 @group
136 (subrp (symbol-function 'message))
137      @result{} t
138 @end group
139 @end example
140 @end defun
142 @defun byte-code-function-p object
143 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
144 function.  For example:
146 @example
147 @group
148 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
149      @result{} t
150 @end group
151 @end example
152 @end defun
154 @defun subr-arity subr
155 This function provides information about the argument list of a
156 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
157 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
158 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
159 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
160 @var{subr} is a special form.
161 @end defun
163 @node Lambda Expressions
164 @section Lambda Expressions
165 @cindex lambda expression
167   A function written in Lisp is a list that looks like this:
169 @example
170 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
171   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
172   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
173   @var{body-forms}@dots{})
174 @end example
176 @noindent
177 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
178 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
179 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
180 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
181 expression, but to be called as a function.
183 @menu
184 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
185 * Simple Lambda::           A simple example.
186 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
187 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
188 @end menu
190 @node Lambda Components
191 @subsection Components of a Lambda Expression
193 @ifnottex
195   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
196 looks like this:
198 @example
199 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
200   [@var{documentation-string}]
201   [@var{interactive-declaration}]
202   @var{body-forms}@dots{})
203 @end example
204 @end ifnottex
206 @cindex lambda list
207   The first element of a lambda expression is always the symbol
208 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
209 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
210 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
211 functions.
213   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
214 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
215 the argument values are matched up against the variables in the lambda
216 list, which are given local bindings with the values provided.
217 @xref{Local Variables}.
219   The documentation string is a Lisp string object placed within the
220 function definition to describe the function for the Emacs help
221 facilities.  @xref{Function Documentation}.
223   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
224 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
225 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
226 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
227 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
228 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
229 declaration.
231 @cindex body of function
232   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
233 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
234 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
235 function is the value returned by the last element of the body.
237 @node Simple Lambda
238 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
240   Consider for example the following function:
242 @example
243 (lambda (a b c) (+ a b c))
244 @end example
246 @noindent
247 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
248 expression, like this:
250 @example
251 @group
252 ((lambda (a b c) (+ a b c))
253  1 2 3)
254 @end group
255 @end example
257 @noindent
258 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
259 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
260 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
261 therefore, this call to the function returns the value 6.
263   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
264 this example:
266 @example
267 @group
268 ((lambda (a b c) (+ a b c))
269  1 (* 2 3) (- 5 4))
270 @end group
271 @end example
273 @noindent
274 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
275 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
276 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
278   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
279 a form in this way.  You can get the same result, of making local
280 variables and giving them values, using the special form @code{let}
281 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
282 In practice, lambda expressions are either stored as the function
283 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
284 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
286   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
287 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
288 that time, they were the only way to bind and initialize local
289 variables.
291 @node Argument List
292 @subsection Other Features of Argument Lists
293 @kindex wrong-number-of-arguments
294 @cindex argument binding
295 @cindex binding arguments
297   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
298 specifies three argument variables, so it must be called with three
299 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
300 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
302   It is often convenient to write a function that allows certain
303 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
304 accepts three arguments---a string, the start index and the end
305 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
306 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
307 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
308 and @code{+} do.
310 @cindex optional arguments
311 @cindex rest arguments
312 @kindex &optional
313 @kindex &rest
314   To specify optional arguments that may be omitted when a function
315 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
316 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
317 keyword @code{&rest} before one final argument.
319   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
321 @example
322 @group
323 (@var{required-vars}@dots{}
324  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
325  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
326 @end group
327 @end example
329 @noindent
330 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
331 clauses, and the variables that follow them, are optional.
333   A call to the function requires one actual argument for each of the
334 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
335 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
336 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
337 be any number of extra actual arguments.
339   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
340 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
341 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
342 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
343 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
344 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
345 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
347 @cindex CL note---default optional arg
348 @quotation
349 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
350 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
351 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
352 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
353 @end quotation
355   For example, an argument list that looks like this:
357 @example
358 (a b &optional c d &rest e)
359 @end example
361 @noindent
362 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
363 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
364 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
365 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
366 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
367 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
368 is @code{nil}.
370   There is no way to have required arguments following optional
371 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
372 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
373 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
374 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
375 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
376 no sense to have any more arguments (either required or optional)
377 after a @code{&rest} argument.
379   Here are some examples of argument lists and proper calls:
381 @smallexample
382 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
383  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
384      @result{} 2
385 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
386          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
387  1 2)
388      @result{} 3
389 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
390          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
391  1 2 3 4 5)
392      @result{} 15
393 @end smallexample
395 @node Function Documentation
396 @subsection Documentation Strings of Functions
397 @cindex documentation of function
399   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
400 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
401 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
402 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
403 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
404 accessed.
406   It is a good idea to provide documentation strings for all the
407 functions in your program, even those that are called only from within
408 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
409 are easier to access.
411   The first line of the documentation string should stand on its own,
412 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
413 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
415   The start of the documentation string is usually indented in the
416 source file, but since these spaces come before the starting
417 double-quote, they are not part of the string.  Some people make a
418 practice of indenting any additional lines of the string so that the
419 text lines up in the program source.  @emph{That is a mistake.}  The
420 indentation of the following lines is inside the string; what looks
421 nice in the source code will look ugly when displayed by the help
422 commands.
424   You may wonder how the documentation string could be optional, since
425 there are required components of the function that follow it (the body).
426 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
427 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
428 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
429 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
430 as the return value and as the documentation.
432   The last line of the documentation string can specify calling
433 conventions different from the actual function arguments.  Write
434 text like this:
436 @example
437 \(fn @var{arglist})
438 @end example
440 @noindent
441 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
442 following it inside the documentation string.  (The @samp{\} is used
443 to avoid confusing the Emacs motion commands.)  The calling convention
444 specified in this way appears in help messages in place of the one
445 derived from the actual arguments of the function.
447   This feature is particularly useful for macro definitions, since the
448 arguments written in a macro definition often do not correspond to the
449 way users think of the parts of the macro call.
451 @node Function Names
452 @section Naming a Function
453 @cindex function definition
454 @cindex named function
455 @cindex function name
457   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
458 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
459 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
460 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
462   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
463 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
464 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
465 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
466 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
467 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
468 symbol's function definition in place of the symbol is called
469 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
471   In practice, nearly all functions are given names in this way and
472 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
473 as a function and does what it does because the primitive subr-object
474 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
476   We give functions names because it is convenient to refer to them by
477 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
478 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
479 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
480 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
481 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
482 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
483 more convenient than making the function definition point to itself
484 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
485 practice).
487   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
488 example, we often speak of ``the function @code{car},'' not
489 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
490 subr-object that is its function definition.  For most purposes, the
491 distinction is not important.
493   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
494 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
495 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
496 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
497 equally well a name for the same function.
499   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
500 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
501 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
502 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
503 function definition.)  If you have not given a symbol a function
504 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
505 value as a variable makes no difference to this.
507 @node Defining Functions
508 @section Defining Functions
509 @cindex defining a function
511   We usually give a name to a function when it is first created.  This
512 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
513 @code{defun} special form.
515 @defspec defun name argument-list body-forms
516 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
517 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
519 @example
520 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
521 @end example
523 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
524 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
525 value.
527 As described previously, @var{argument-list} is a list of argument
528 names and may include the keywords @code{&optional} and @code{&rest}
529 (@pxref{Lambda Expressions}).  Also, the first two of the
530 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
531 declaration.
533 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
534 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
535 cell.  @xref{Symbol Components}.
537 Here are some examples:
539 @example
540 @group
541 (defun foo () 5)
542      @result{} foo
543 @end group
544 @group
545 (foo)
546      @result{} 5
547 @end group
549 @group
550 (defun bar (a &optional b &rest c)
551     (list a b c))
552      @result{} bar
553 @end group
554 @group
555 (bar 1 2 3 4 5)
556      @result{} (1 2 (3 4 5))
557 @end group
558 @group
559 (bar 1)
560      @result{} (1 nil nil)
561 @end group
562 @group
563 (bar)
564 @error{} Wrong number of arguments.
565 @end group
567 @group
568 (defun capitalize-backwards ()
569   "Upcase the last letter of a word."
570   (interactive)
571   (backward-word 1)
572   (forward-word 1)
573   (backward-char 1)
574   (capitalize-word 1))
575      @result{} capitalize-backwards
576 @end group
577 @end example
579 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
580 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
581 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
582 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
583 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
584 @end defspec
586 @defun defalias name definition &optional docstring
587 @anchor{Definition of defalias}
588 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
589 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
590 It returns @var{definition}.
592 If @var{docstring} is non-@code{nil}, it becomes the function
593 documentation of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
594 @var{definition} is used.
596 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
597 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
598 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
599 which file defined the function, just like @code{defun}
600 (@pxref{Unloading}).
602 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
603 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
604 records.  @xref{Function Cells}.
605 @end defun
607   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
608 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
609 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
610 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
611 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
612 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
613 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
614 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
615 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
616 definition will have no effect on them.
618   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
619 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
621 @node Calling Functions
622 @section Calling Functions
623 @cindex function invocation
624 @cindex calling a function
626   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
627 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
628 function is also known as @dfn{invocation}.
630   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
631 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
632 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
633 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
635   When you write a list as an expression in your program, you specify
636 which function to call, and how many arguments to give it, in the text
637 of the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
638 need to compute at run time which function to call.  To do that, use
639 the function @code{funcall}.  When you also need to determine at run
640 time how many arguments to pass, use @code{apply}.
642 @defun funcall function &rest arguments
643 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
644 whatever @var{function} returns.
646 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
647 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
648 means that you can use any expression to obtain the function to be
649 called.  It also means that @code{funcall} does not see the
650 expressions you write for the @var{arguments}, only their values.
651 These values are @emph{not} evaluated a second time in the act of
652 calling @var{function}; the operation of @code{funcall} is like the
653 normal procedure for calling a function, once its arguments have
654 already been evaluated.
656 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
657 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
658 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
659 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
660 above, it never knows them in the first place.
662 @example
663 @group
664 (setq f 'list)
665      @result{} list
666 @end group
667 @group
668 (funcall f 'x 'y 'z)
669      @result{} (x y z)
670 @end group
671 @group
672 (funcall f 'x 'y '(z))
673      @result{} (x y (z))
674 @end group
675 @group
676 (funcall 'and t nil)
677 @error{} Invalid function: #<subr and>
678 @end group
679 @end example
681 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
682 @end defun
684 @defun apply function &rest arguments
685 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
686 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
687 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
688 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
689 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
690 argument.
692 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
693 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
694 primitive function; special forms and macros do not make sense in
695 @code{apply}.
697 @example
698 @group
699 (setq f 'list)
700      @result{} list
701 @end group
702 @group
703 (apply f 'x 'y 'z)
704 @error{} Wrong type argument: listp, z
705 @end group
706 @group
707 (apply '+ 1 2 '(3 4))
708      @result{} 10
709 @end group
710 @group
711 (apply '+ '(1 2 3 4))
712      @result{} 10
713 @end group
715 @group
716 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
717      @result{} (a b c x y z)
718 @end group
719 @end example
721 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
722 of mapcar}.
723 @end defun
725 @cindex functionals
726   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
727 find them in data structures (especially in hook variables and property
728 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
729 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
731   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
732 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
733 function:
735 @defun identity arg
736 This function returns @var{arg} and has no side effects.
737 @end defun
739 @defun ignore &rest args
740 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
741 @end defun
743 @node Mapping Functions
744 @section Mapping Functions
745 @cindex mapping functions
747   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
748 special form or macro) to each element of a list or other collection.
749 Emacs Lisp has several such functions; @code{mapcar} and
750 @code{mapconcat}, which scan a list, are described here.
751 @xref{Definition of mapatoms}, for the function @code{mapatoms} which
752 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Definition of maphash},
753 for the function @code{maphash} which maps over key/value associations
754 in a hash table.
756   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
757 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
758 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
759 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
761 @defun mapcar function sequence
762 @anchor{Definition of mapcar}
763 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
764 in turn, and returns a list of the results.
766 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
767 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
768 result is always a list.  The length of the result is the same as the
769 length of @var{sequence}.  For example:
771 @smallexample
772 @group
773 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
774      @result{} (a c e)
775 (mapcar '1+ [1 2 3])
776      @result{} (2 3 4)
777 (mapcar 'char-to-string "abc")
778      @result{} ("a" "b" "c")
779 @end group
781 @group
782 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
783 (mapcar 'funcall my-hooks)
784 @end group
786 @group
787 (defun mapcar* (function &rest args)
788   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
789 Return the list of results."
790   ;; @r{If no list is exhausted,}
791   (if (not (memq nil args))
792       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
793       (cons (apply function (mapcar 'car args))
794             (apply 'mapcar* function
795                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
796                    (mapcar 'cdr args)))))
797 @end group
799 @group
800 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
801      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
802 @end group
803 @end smallexample
804 @end defun
806 @defun mapc function sequence
807 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
808 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
809 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
810 @end defun
812 @defun mapconcat function sequence separator
813 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
814 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
815 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
816 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
817 other suitable punctuation.
819 The argument @var{function} must be a function that can take one
820 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
821 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
822 bool-vector, or a string.
824 @smallexample
825 @group
826 (mapconcat 'symbol-name
827            '(The cat in the hat)
828            " ")
829      @result{} "The cat in the hat"
830 @end group
832 @group
833 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
834            "HAL-8000"
835            "")
836      @result{} "IBM.9111"
837 @end group
838 @end smallexample
839 @end defun
841 @node Anonymous Functions
842 @section Anonymous Functions
843 @cindex anonymous function
845   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
846 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
847 primitive subr-object; names are ``extra.''  Although usually functions
848 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
849 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
850 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
852   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
854 @smallexample
855 @group
856 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
857 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
858 @end group
859 @end smallexample
861 @noindent
862 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
863 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
864 @code{silly}.
866   Here is how we might call this function:
868 @example
869 @group
870 (funcall silly 1)
871 @result{} 13
872 @end group
873 @end example
875 @noindent
876 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
877 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
878 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
880   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
881 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
882 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
883 element of a list.
885   Here we define a function @code{change-property} which
886 uses a function as its third argument:
888 @example
889 @group
890 (defun change-property (symbol prop function)
891   (let ((value (get symbol prop)))
892     (put symbol prop (funcall function value))))
893 @end group
894 @end example
896 @noindent
897 Here we define a function that uses @code{change-property},
898 passing it a function to double a number:
900 @example
901 @group
902 (defun double-property (symbol prop)
903   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
904 @end group
905 @end example
907 @noindent
908 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
909 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
911 @example
912 @group
913 (defun double-property (symbol prop)
914   (change-property symbol prop
915                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
916 @end group
917 @end example
919 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
920 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
921 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
922 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
923 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
924 @code{change-property} is the precise list shown:
926 @example
927 (lambda (x) (* x 2))
928 @end example
930 @noindent
931 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
932 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
933 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
934 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
935 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
937   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
939 @example
940 @group
941 (defun double-property (symbol prop)
942   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
943 @end group
944 @end example
946 @noindent
947 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
949   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
950 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
951 comment:
953 @example
954 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
955 @end example
957 @cindex @samp{#'} syntax
958   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
959 For example,
961 @example
962 #'(lambda (x) (* x x))
963 @end example
965 @noindent
966 is equivalent to
968 @example
969 (function (lambda (x) (* x x)))
970 @end example
972 @defspec function function-object
973 @cindex function quoting
974 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
975 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
976 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
977 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
978 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
979 @end defspec
981   @xref{describe-symbols example}, for a realistic example using
982 @code{function} and an anonymous function.
984 @node Function Cells
985 @section Accessing Function Cell Contents
987   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
988 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
989 and set the function cell of symbols.
991   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
992 indirect-function}.
994 @defun symbol-function symbol
995 @kindex void-function
996 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
997 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
998 signaled.
1000 This function does not check that the returned object is a legitimate
1001 function.
1003 @example
1004 @group
1005 (defun bar (n) (+ n 2))
1006      @result{} bar
1007 @end group
1008 @group
1009 (symbol-function 'bar)
1010      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1011 @end group
1012 @group
1013 (fset 'baz 'bar)
1014      @result{} bar
1015 @end group
1016 @group
1017 (symbol-function 'baz)
1018      @result{} bar
1019 @end group
1020 @end example
1021 @end defun
1023 @cindex void function cell
1024   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1025 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1026 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1027 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1029   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1030 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1031 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1032 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1033 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1035   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1036 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1037 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1039 @defun fboundp symbol
1040 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1041 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1042 is a legitimate function.
1043 @end defun
1045 @defun fmakunbound symbol
1046 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1047 subsequent attempt to access this cell will cause a
1048 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1049 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1051 @example
1052 @group
1053 (defun foo (x) x)
1054      @result{} foo
1055 @end group
1056 @group
1057 (foo 1)
1058      @result{}1
1059 @end group
1060 @group
1061 (fmakunbound 'foo)
1062      @result{} foo
1063 @end group
1064 @group
1065 (foo 1)
1066 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1067 @end group
1068 @end example
1069 @end defun
1071 @defun fset symbol definition
1072 This function stores @var{definition} in the function cell of
1073 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1074 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1075 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1076 argument.
1078 There are three normal uses of this function:
1080 @itemize @bullet
1081 @item
1082 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1083 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1084 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1085 @code{fset}; see @ref{Definition of defalias}.)
1087 @item
1088 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1089 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1090 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1091 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1092 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1093 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1095 @item
1096 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1097 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1098 @code{fset}.
1099 @end itemize
1101 Here are examples of these uses:
1103 @example
1104 @group
1105 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1106 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1107 @end group
1109 @group
1110 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1111 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1112 (fset 'xfirst 'car)
1113      @result{} car
1114 @end group
1115 @group
1116 (xfirst '(1 2 3))
1117      @result{} 1
1118 @end group
1119 @group
1120 (symbol-function 'xfirst)
1121      @result{} car
1122 @end group
1123 @group
1124 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1125      @result{} #<subr car>
1126 @end group
1128 @group
1129 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1130 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1131      @result{} "\^u2\^k"
1132 @end group
1134 @group
1135 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1136 (defun copy-function-definition (new old)
1137   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1138   (fset new (symbol-function old)))
1139 @end group
1140 @end example
1141 @end defun
1143   @code{fset} is sometimes used to save the old definition of a
1144 function before redefining it.  That permits the new definition to
1145 invoke the old definition.  But it is unmodular and unclean for a Lisp
1146 file to redefine a function defined elsewhere.  If you want to modify
1147 a function defined by another package, it is cleaner to use
1148 @code{defadvice} (@pxref{Advising Functions}).
1150 @node Obsolete Functions
1151 @section Declaring Functions Obsolete
1153 You can use @code{make-obsolete} to declare a function obsolete.  This
1154 indicates that the function may be removed at some stage in the future.
1156 @defun make-obsolete obsolete-name current-name &optional when
1157 This function makes the byte compiler warn that the function
1158 @var{obsolete-name} is obsolete.  If @var{current-name} is a symbol, the
1159 warning message says to use @var{current-name} instead of
1160 @var{obsolete-name}.  @var{current-name} does not need to be an alias for
1161 @var{obsolete-name}; it can be a different function with similar
1162 functionality.  If @var{current-name} is a string, it is the warning
1163 message.
1165 If provided, @var{when} should be a string indicating when the function
1166 was first made obsolete---for example, a date or a release number.
1167 @end defun
1169 You can define a function as an alias and declare it obsolete at the
1170 same time using the macro @code{define-obsolete-function-alias}.
1172 @defmac define-obsolete-function-alias obsolete-name current-name &optional when docstring
1173 This macro marks the function @var{obsolete-name} obsolete and also
1174 defines it as an alias for the function @var{current-name}.  It is
1175 equivalent to the following:
1177 @example
1178 (defalias @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{docstring})
1179 (make-obsolete @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{when})
1180 @end example
1181 @end defmac
1183 @node Inline Functions
1184 @section Inline Functions
1185 @cindex inline functions
1187 @findex defsubst
1188 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1189 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1190 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1191 the function's definition is open-coded into the caller.
1193 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1194 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1195 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1196 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1197 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1198 make a function inline unless its speed is really crucial.
1200 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1201 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1202 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1203 generally should not make large functions inline.
1205 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1206 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1207 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1208 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1209 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1210 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1211 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1212 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1213 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1215 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1216 following the definition, just like macros.
1218 @node Function Safety
1219 @section Determining whether a Function is Safe to Call
1220 @cindex function safety
1221 @cindex safety of functions
1223 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1224 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1225 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1226 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1227 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1228 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1230 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1231 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1232 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1233 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1234 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1235 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1236 list of buffer-local bindings.
1237 @end defun
1239 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1240 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1241 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1242 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1243 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1244 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1245 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1246 must delete properties from all strings calculated by user code before
1247 inserting them into buffers.
1249 @ignore
1250 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1251 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1252 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1253 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1255 @table @dfn
1256 @item Safe expression
1257 @itemize
1258 @item
1259 An atom or quoted thing.
1260 @item
1261 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1262 safe expressions.
1263 @item
1264 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1265 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1266 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1267 safe.
1268 @item
1269 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1270 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1271 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1272 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1273 @item
1274 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1275 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1276 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1277 bindings.
1278 @item
1279 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1280 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1281 @end itemize
1283 @item Safe function
1284 @itemize
1285 @item
1286 A lambda containing safe expressions.
1287 @item
1288 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1289 @item
1290 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1291 @item
1292 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1293 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1294 Other values will someday indicate functions with classes of side
1295 effects that are not always safe.
1296 @end itemize
1298 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1299 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1300 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1301 functions you write.
1302 @end table
1303 @end ignore
1305 @node Related Topics
1306 @section Other Topics Related to Functions
1308   Here is a table of several functions that do things related to
1309 function calling and function definitions.  They are documented
1310 elsewhere, but we provide cross references here.
1312 @table @code
1313 @item apply
1314 See @ref{Calling Functions}.
1316 @item autoload
1317 See @ref{Autoload}.
1319 @item call-interactively
1320 See @ref{Interactive Call}.
1322 @item commandp
1323 See @ref{Interactive Call}.
1325 @item documentation
1326 See @ref{Accessing Documentation}.
1328 @item eval
1329 See @ref{Eval}.
1331 @item funcall
1332 See @ref{Calling Functions}.
1334 @item function
1335 See @ref{Anonymous Functions}.
1337 @item ignore
1338 See @ref{Calling Functions}.
1340 @item indirect-function
1341 See @ref{Function Indirection}.
1343 @item interactive
1344 See @ref{Using Interactive}.
1346 @item interactive-p
1347 See @ref{Interactive Call}.
1349 @item mapatoms
1350 See @ref{Creating Symbols}.
1352 @item mapcar
1353 See @ref{Mapping Functions}.
1355 @item map-char-table
1356 See @ref{Char-Tables}.
1358 @item mapconcat
1359 See @ref{Mapping Functions}.
1361 @item undefined
1362 See @ref{Functions for Key Lookup}.
1363 @end table
1365 @ignore
1366    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1367 @end ignore