Undocument cl-floatp-safe, since it is no longer relevant
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blob9de8ee37165f13c6dbd37848a40e2650f02b543d
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include emacsver.texi
6 @copying
7 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
9 Copyright @copyright{} 1993, 2001-2012 Free Software Foundation, Inc.
11 @quotation
12 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
13 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
14 any later version published by the Free Software Foundation; with no
15 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
16 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
17 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
20 modify this GNU manual.  Buying copies from the FSF supports it in
21 developing GNU and promoting software freedom.''
22 @end quotation
23 @end copying
25 @dircategory Emacs lisp libraries
26 @direntry
27 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
28 @end direntry
30 @finalout
32 @titlepage
33 @sp 6
34 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
35 @sp 4
36 @center For GNU Emacs Lisp
37 @sp 1
38 @center as distributed with Emacs @value{EMACSVER}
39 @sp 5
40 @center Dave Gillespie
41 @center daveg@@synaptics.com
42 @page
43 @vskip 0pt plus 1filll
44 @insertcopying
45 @end titlepage
47 @contents
49 @ifnottex
50 @node Top
51 @top GNU Emacs Common Lisp Emulation
53 @insertcopying
54 @end ifnottex
56 @menu
57 * Overview::             Basics, usage, organization, naming conventions.
58 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}.
59 * Predicates::           Type predicates and equality predicates.
60 * Control Structure::    Assignment, conditionals, blocks, looping.
61 * Macros::               Destructuring, compiler macros.
62 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
63 * Symbols::              Property lists, creating symbols.
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
66 * Lists::                Functions, substitution, sets, associations.
67 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
68 * Assertions::           Assertions and type checking.
70 Appendices
71 * Efficiency Concerns::            Hints and techniques.
72 * Common Lisp Compatibility::      All known differences with Steele.
73 * Porting Common Lisp::            Hints for porting Common Lisp code.
74 * Obsolete Features::              Obsolete features.
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
77 Indexes
78 * Function Index::                 An entry for each documented function.
79 * Variable Index::                 An entry for each documented variable.
80 @end menu
82 @node Overview
83 @chapter Overview
85 @noindent
86 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
87 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
88 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
89 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
91 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
92 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
93 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
94 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
95 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
96 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
98 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
99 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
100 implementation of Common Lisp, it adds enough functionality
101 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
103 Some Common Lisp features have been omitted from this package
104 for various reasons:
106 @itemize @bullet
107 @item
108 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
109 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
110 examples of this group.
112 @item
113 Other features cannot be implemented without modification to the
114 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
115 case-insensitive symbols, and complex numbers.
116 This package generally makes no attempt to emulate these features.
118 @end itemize
120 This package was originally written by Dave Gillespie,
121 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
122 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
123 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
124 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
125 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
127 @menu
128 * Usage::                How to use this package.
129 * Organization::         The package's component files.
130 * Naming Conventions::   Notes on function names.
131 @end menu
133 @node Usage
134 @section Usage
136 @noindent
137 This package is distributed with Emacs, so there is no need
138 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
139 that uses features from this package should simply include at
140 the beginning:
142 @example
143 (require 'cl-lib)
144 @end example
146 @noindent
147 You may wish to add such a statement to your init file, if you
148 make frequent use of features from this package.
150 @node Organization
151 @section Organization
153 @noindent
154 The Common Lisp package is organized into four main files:
156 @table @file
157 @item cl-lib.el
158 This is the main file, which contains basic functions
159 and information about the package.  This file is relatively compact.
161 @item cl-extra.el
162 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
163 It is kept separate so that packages which only want to use Common
164 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
165 the overhead of loading the more advanced functions.
167 @item cl-seq.el
168 This file contains most of the advanced functions for operating
169 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
171 @item cl-macs.el
172 This file contains the features that are macros instead of functions.
173 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
174 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
175 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
176 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
177 won't take up memory unless you are compiling.
178 @end table
180 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
181 commands for the functions and macros in the other three files.
182 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
183 will take care of pulling in the other files when they are
184 needed.
186 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
187 this package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
188 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
189 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
190 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
191 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
192 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
193 @samp{cl-} prefix, e.g.@: @code{incf} in this example.  There are a few
194 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
195 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
196 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
197 suffix, e.g.@: @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
198 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
199 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
200 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
201 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
202 @xref{Obsolete Features}.
203 @c There is also cl-mapc, which was called cl-mapc even before cl-lib.el.
204 @c But not autoloaded, so maybe not much used?
206 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
207 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
208 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
209 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
210 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
211 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
213 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
214 routines from the older Quiroz @file{cl.el} package that are not otherwise
215 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
216 used in new code.
218 @node Naming Conventions
219 @section Naming Conventions
221 @noindent
222 Except where noted, all functions defined by this package have the
223 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
224 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
226 Internal function and variable names in the package are prefixed
227 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
228 @code{cl-} that were @emph{not} taken from Common Lisp:
230 @example
231 cl-callf           cl-callf2          cl-defsubst
232 cl-letf            cl-letf*
233 @end example
235 @c This is not uninteresting I suppose, but is of zero practical relevance
236 @c to the user, and seems like a hostage to changing implementation details.
237 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
238 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
240 @example
241 cl-evenp           cl-oddp            cl-minusp
242 cl-plusp           cl-endp            cl-subst
243 cl-copy-list       cl-list*           cl-ldiff
244 cl-rest            cl-decf [1]        cl-incf [1]
245 cl-acons           cl-adjoin [2]      cl-pairlis
246 cl-pushnew [1,2]   cl-declaim         cl-proclaim
247 cl-caaar@dots{}cl-cddddr                  cl-first@dots{}cl-tenth
248 cl-mapcar [3]
249 @end example
251 @noindent
252 [1] Only when @var{place} is a plain variable name.
254 @noindent
255 [2] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
256 and @code{:key} is not used.
258 @noindent
259 [3] Only for one sequence argument or two list arguments.
261 @node Program Structure
262 @chapter Program Structure
264 @noindent
265 This section describes features of this package that have to
266 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
267 and the @code{cl-eval-when} construct.
269 @menu
270 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
271 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
272 @end menu
274 @node Argument Lists
275 @section Argument Lists
277 @noindent
278 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
279 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
280 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
281 values for optional arguments, and it provides the additional markers
282 @code{&key} and @code{&aux}.
284 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
285 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
286 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
287 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
289 @defmac cl-defun name arglist body@dots{}
290 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
291 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
292 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
293 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
294 @end defmac
296 @defmac cl-defsubst name arglist body@dots{}
297 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
298 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
299 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
300 This is analogous to the @code{defsubst} form;
301 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
302 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
303 @c For some examples,
304 @c see http://lists.gnu.org/archive/html/emacs-devel/2012-11/msg00009.html
305 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
306 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
307 etc., to be done at compile-time whenever possible.
308 @end defmac
310 @defmac cl-defmacro name arglist body@dots{}
311 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
312 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
313 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
314 described in Steele's book @cite{Common Lisp, the Language}.
315 The @code{&whole} keyword is supported only
316 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
317 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
318 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
319 @var{name}.
320 @end defmac
322 @defmac cl-function symbol-or-lambda
323 This is identical to the regular @code{function} form,
324 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
325 form may use a full Common Lisp argument list.
326 @end defmac
328 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
329 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
330 full Common Lisp argument lists.
332 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
333 order to have access to most CL features in your function.
334 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
335 difference from @code{defun} is its more flexible argument
336 lists and its implicit block.
338 The full form of a Common Lisp argument list is
340 @example
341 (@var{var}@dots{}
342  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})@dots{}
343  &rest @var{var}
344  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})@dots{}
345  &aux (@var{var} @var{initform})@dots{})
346 @end example
348 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
349 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
350 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
352 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
353 These arguments must always be specified in a call to the function;
354 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
355 required arguments are concerned.
357 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
358 arguments may be specified in the function call; if they are not,
359 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
360 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
361 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
362 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
363 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
364 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
365 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
366 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
367 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
368 function to tell whether it was called with no argument, or with
369 the default value passed explicitly as an argument.
371 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
372 more arguments were passed to the function than are accounted for
373 by the required and optional arguments, those extra arguments are
374 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
375 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
376 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
377 macro contexts; this package accepts it all the time.
379 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
380 are optional arguments which are specified by name rather than
381 positionally in the argument list.  For example,
383 @example
384 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
385 @end example
387 @noindent
388 defines a function which may be called with one, two, or more
389 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
390 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
391 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
392 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
393 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
394 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
395 @code{t}.)
397 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
398 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
399 appears more than once in the function call, the first occurrence
400 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
401 to specify keyword arguments without specifying the optional
402 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
403 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
404 @code{2} is not a valid keyword.
406 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
407 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
409 @example
410 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
411 @end example
413 @noindent
415 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
416 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
417 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
418 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
419 function call, like this:
421 @example
422 (bar :a 10 'baz 42)
423 @end example
425 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
426 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
427 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
428 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
429 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
430 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
431 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
432 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
433 in the call.  For example:
435 @example
436 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
437   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
438       (if need (error "Thing not found"))))
439 @end example
441 @noindent
442 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
443 accepts other keyword arguments which are passed on to the
444 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
445 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
446 about each others' keywords in the arguments.
448 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
449 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
450 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
451 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
452 difference between the following two functions, except for a
453 matter of stylistic taste:
455 @example
456 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
457   @var{body})
459 (cl-defun foo (a b)
460   (let ((c (+ a b)) d)
461     @var{body}))
462 @end example
464 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
465 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
466 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
467 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
468 example) can be replaced by a list of variables, or more generally,
469 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
470 be a list whose elements match this recursive argument list.
471 For example:
473 @example
474 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
475                    &rest body)
476   @dots{})
477 @end example
479 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
480 of two or three items; if there are other arguments as well as this
481 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
482 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
483 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
484 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
485 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
486 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
487 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
488 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
489 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
490 support this usage.)
492 One last feature of destructuring is that the argument list may be
493 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
494 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
496 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
497 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
498 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
499 argument lists are rigorously checked.
501 @node Time of Evaluation
502 @section Time of Evaluation
504 @noindent
505 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
506 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
507 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
508 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
509 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
510 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
511 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
512 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
513 macros that are defined.
515 @defmac cl-eval-when (situations@dots{}) forms@dots{}
516 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
517 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
518 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
519 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
520 and @code{:execute}).
522 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
523 whether or not it is being compiled as a top-level form.
524 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
525 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
526 or buffers of code, and it appears either literally at the
527 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
529 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
530 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
531 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
532 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
534 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
535 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
536 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
537 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
538 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
539 (ignoring the body @var{forms}) if not.
541 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
542 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
543 some gruesome examples).
545 Some simple examples:
547 @example
548 ;; Top-level forms in foo.el:
549 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
550 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
551 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
552 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
553 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
554 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
555 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
556 @end example
558 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
559 the compilation itself:
561 @example
562 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
563 @end example
565 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
567 @example
568 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
569 @end example
571 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
572 be set:
574 @example
575 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
576 @end example
578 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
579 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
580 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
582 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
583 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
584 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
585 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
586 (compile load eval) @dots{})}.
587 @end defmac
589 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
590 @xref{Eval During Compile,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
591 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
592 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
594 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
595 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})}.
597 @defmac eval-when-compile forms@dots{}
598 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
599 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
600 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
601 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
602 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
603 or other reasons.
605 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
606 @end defmac
608 @defmac cl-load-time-value form
609 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
610 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
612 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
613 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
614 and gave it more well-defined semantics.
616 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
617 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
618 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
619 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
620 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
621 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
622 act exactly like @code{progn}.
624 @example
625 (defun report ()
626   (insert "This function was executed on: "
627           (current-time-string)
628           ", compiled on: "
629           (eval-when-compile (current-time-string))
630           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
631           ", and loaded on: "
632           (cl-load-time-value (current-time-string))))
633 @end example
635 @noindent
636 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
637 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
639 @example
640 (setq --temp-- (current-time-string))
641 (defun report ()
642   (insert "This function was executed on: "
643           (current-time-string)
644           ", compiled on: "
645           '"Wed Oct 31 16:32:28 2012"
646           ", and loaded on: "
647           --temp--))
648 @end example
649 @end defmac
651 @node Predicates
652 @chapter Predicates
654 @noindent
655 This section describes functions for testing whether various
656 facts are true or false.
658 @menu
659 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
660 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
661 @end menu
663 @node Type Predicates
664 @section Type Predicates
666 @defun cl-typep object type
667 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
668 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
669 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
670 @end defun
672 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
673 or a list beginning with a symbol.
675 @itemize @bullet
676 @item
677 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
678 symbol name to form the name of a predicate function for testing
679 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
680 than @samp{-p} are used when appropriate.)
682 @item
683 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
684 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
685 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
686 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
688 @item
689 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
690 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
691 @code{(null @var{object})}.
693 @item
694 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
695 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
696 @code{(atom @var{object})}.
698 @item
699 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
700 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
702 @item
703 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
704 integers in the range from 0 to 255.
706 @c No longer relevant, so covered by first item above (float -> floatp).
707 @ignore
708 @item
709 The type symbol @code{float} uses the @code{cl-floatp-safe} predicate
710 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
711 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
712 @end ignore
714 @item
715 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
716 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
717 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
718 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
719 is thus equivalent to @code{integer}.
721 @item
722 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
723 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
724 range.
726 @item
727 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
728 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
729 represents all objects that are integers or non-negative floats.
731 @item
732 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
733 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
734 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
735 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
737 @item
738 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
739 all objects for which @var{predicate} returns true when called
740 with that object as an argument.
741 @end itemize
743 The following function and macro (not technically predicates) are
744 related to @code{cl-typep}.
746 @defun cl-coerce object type
747 This function attempts to convert @var{object} to the specified
748 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
749 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
750 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
751 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
752 converted to that type if possible.  If @var{type} is
753 @code{character}, then strings of length one and symbols with
754 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
755 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
756 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
757 error.
758 @end defun
760 @defmac cl-deftype name arglist forms@dots{}
761 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
762 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
763 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
764 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
765 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
766 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}
767 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
768 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
769 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
770 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
771 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
772 default.  Some examples:
774 @example
775 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
776 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
777 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
778   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
779 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
780 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
781 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
782 @end example
784 @noindent
785 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
786 type specifier could be implemented if desired; this package does
787 not implement @code{unsigned-byte} by default.
788 @end defmac
790 The @code{cl-typecase} (@pxref{Conditionals}) and @code{cl-check-type}
791 (@pxref{Assertions}) macros also use type names.  The @code{cl-map},
792 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
793 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
795 @node Equality Predicates
796 @section Equality Predicates
798 @noindent
799 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
801 @defun cl-equalp a b
802 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
803 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
804 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
805 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
806 objects are compared as if by @code{equal}.
808 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
809 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
810 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
811 in this package since Emacs does not distinguish between integers
812 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
813 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
814 not compare strings against vectors of integers.
815 @end defun
817 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
818 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
819 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
820 In Emacs, use @code{memq} (or @code{cl-member}) and @code{assq} (or
821 @code{cl-assoc}) to get functions which use @code{eql} for comparisons.
823 @node Control Structure
824 @chapter Control Structure
826 @noindent
827 The features described in the following sections implement
828 various advanced control structures, including extensions to the
829 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
830 constructs.
832 @menu
833 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
834 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
835 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{cl-flet}, @code{cl-macrolet}.
836 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
837 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
838 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
839 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{cl-loop} macro.
840 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
841 @end menu
843 @node Assignment
844 @section Assignment
846 @noindent
847 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
848 assignments are done in parallel rather than sequentially.
850 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
851 This special form (actually a macro) is used to assign to several
852 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
853 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
854 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
855 and then stores the corresponding variables afterwards.
857 @example
858 (setq x 2 y 3)
859 (setq x (+ x y)  y (* x y))
861      @result{} 5
862 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
863      @result{} 15
864 (setq x 2 y 3)
865 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
867      @result{} 5
868 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
869      @result{} 6
870 @end example
872 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
873 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
874 provides an even more convenient way to swap two variables;
875 @pxref{Modify Macros}.)
877 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
878 @end defmac
880 @node Generalized Variables
881 @section Generalized Variables
883 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
884 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
885 form is a regular Lisp variable.  But the @sc{car}s and @sc{cdr}s of lists,
886 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
887 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
888 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
889 This package provides several additional features related to
890 generalized variables.
892 @menu
893 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
894 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{cl-letf}, @code{cl-callf}, etc.
895 @end menu
897 @node Setf Extensions
898 @subsection Setf Extensions
900 Several standard (e.g.@: @code{car}) and Emacs-specific
901 (e.g.@: @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
902 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
904 @itemize
905 @item
906 Functions from this package:
907 @example
908 cl-rest        cl-subseq      cl-get         cl-getf
909 cl-caaar@dots{}cl-cddddr          cl-first@dots{}cl-tenth
910 @end example
912 @noindent
913 Note that for @code{cl-getf} (as for @code{nthcdr}), the list argument
914 of the function must itself be a valid @var{place} form.
916 @item
917 General Emacs Lisp functions:
918 @example
919 buffer-file-name                   getenv
920 buffer-modified-p                  global-key-binding
921 buffer-name                        local-key-binding
922 buffer-string                      mark
923 buffer-substring                   mark-marker
924 current-buffer                     marker-position
925 current-case-table                 mouse-position
926 current-column                     point
927 current-global-map                 point-marker
928 current-input-mode                 point-max
929 current-local-map                  point-min
930 current-window-configuration       read-mouse-position
931 default-file-modes                 screen-height
932 documentation-property             screen-width
933 face-background                    selected-window
934 face-background-pixmap             selected-screen
935 face-font                          selected-frame
936 face-foreground                    standard-case-table
937 face-underline-p                   syntax-table
938 file-modes                         visited-file-modtime
939 frame-height                       window-height
940 frame-parameters                   window-width
941 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
942 frame-width                        x-get-selection
943 get-register
944 @end example
946 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
947 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
948 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
949 sequences of code when they are used with @code{setf}
950 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
952 @item
953 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
954 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
955 current value is a string, and where the value stored is also a
956 string.  The new string is spliced into the specified part of the
957 destination string.  For example:
959 @example
960 (setq a (list "hello" "world"))
961      @result{} ("hello" "world")
962 (cadr a)
963      @result{} "world"
964 (substring (cadr a) 2 4)
965      @result{} "rl"
966 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
967      @result{} "o"
968 (cadr a)
969      @result{} "wood"
971      @result{} ("hello" "wood")
972 @end example
974 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
975 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
977 @c FIXME? Also `eq'? (see cl-lib.el)
979 @c Currently commented out in cl.el.
980 @ignore
981 @item
982 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
983 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
984 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
985 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
986 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
987 only interesting when used with places you define yourself with
988 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
989 @xref{Obsolete Setf Customization}.
990 @end ignore
992 @item
993 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
994 is applied to the resulting form.
996 @item
997 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
998 has been made.  @xref{Obsolete Setf Customization}.
999 @end itemize
1001 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
1002 @c Contrast with the cl-incf example later on.
1003 @c Here it really only serves as a contrast to wrong-order.
1004 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1005 the proper left-to-right order; for example,
1007 @example
1008 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
1009 @end example
1011 @noindent
1012 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
1013 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1014 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1015 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1016 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1017 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1018 order.)
1020 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1021 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1022 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1024 @example
1025 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1026 @end example
1028 @noindent
1029 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1030 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1031 to @code{wrong-order}.
1033 @node Modify Macros
1034 @subsection Modify Macros
1036 @noindent
1037 This package defines a number of macros that operate on generalized
1038 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1039 is just a variable name.
1041 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1042 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1043 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1044 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1045 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1046 all the assignments are done (in an undefined order).
1047 @end defmac
1049 @defmac cl-incf place &optional x
1050 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1051 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1052 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1053 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1055 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1056 of evaluation.  For example,
1058 @example
1059 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1060 @end example
1062 @noindent
1063 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1064 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1065 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1066 ``obvious'' expansion,
1068 @example
1069 (setf (aref vec (cl-incf i))
1070       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1071 @end example
1073 @noindent
1074 but rather to something more like
1076 @example
1077 (let ((temp (cl-incf i)))
1078   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1079 @end example
1081 @noindent
1082 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1083 the other generalized-variable macros.
1085 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1086 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1087 @code{(forward-char @var{n})}.
1088 @end defmac
1090 @defmac cl-decf place &optional x
1091 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1092 by @var{x} if specified.
1093 @end defmac
1095 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1096 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1097 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1098 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1099 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1100 @xref{Lists as Sets}.
1101 @end defmac
1103 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1104 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1105 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1106 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1107 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1108 @var{d})} is equivalent to
1110 @example
1111 (prog1
1112     @var{a}
1113   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1114             @var{b} @var{c}
1115             @var{c} @var{d}))
1116 @end example
1118 @noindent
1119 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1120 evaluated only once each and in the apparent order.
1121 @end defmac
1123 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1124 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1125 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1127 @example
1128 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1129           @var{b} @var{c}
1130           @var{c} @var{d}
1131           @var{d} @var{a})
1132 @end example
1134 @noindent
1135 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1136 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1137 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1138 @end defmac
1140 The following macros were invented for this package; they have no
1141 analogues in Common Lisp.
1143 @defmac cl-letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1144 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1145 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1146 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1147 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1148 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1149 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1150 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1151 error.
1153 For example,
1155 @example
1156 (cl-letf (((point) (point-min))
1157           (a 17))
1158      @dots{})
1159 @end example
1161 @noindent
1162 moves point in the current buffer to the beginning of the buffer,
1163 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1164 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1165 is set back to its original value and point is moved back to its
1166 original position.
1168 Note that @code{cl-letf} on @code{(point)} is not quite like a
1169 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1170 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1171 a @code{cl-letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1172 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1173 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1174 marker as the stored value.)
1176 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1177 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1178 be ambiguous in @code{cl-letf} and is not allowed.
1180 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1181 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1182 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1183 on entry to the body, and the only effect of the @code{cl-letf} is
1184 to restore the original value of @var{place} afterwards.
1185 @c I suspect this may no longer be true; either way it's
1186 @c implementation detail and so not essential to document.
1187 @ignore
1188 (The redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1189 @var{place})} example does not actually occur.)
1190 @end ignore
1192 Note that in this case, and in fact almost every case, @var{place}
1193 must have a well-defined value outside the @code{cl-letf} body.
1194 There is essentially only one exception to this, which is @var{place}
1195 a plain variable with a specified @var{value} (such as @code{(a 17)}
1196 in the above example).
1197 @c See http://debbugs.gnu.org/12758
1198 @c Some or all of this was true for cl.el, but not for cl-lib.el.
1199 @ignore
1200 The only exceptions are plain variables and calls to
1201 @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.  If the symbol is not
1202 bound on entry, it is simply made unbound by @code{makunbound} or
1203 @code{fmakunbound} on exit.
1204 @end ignore
1206 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1207 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1208 @end defmac
1210 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1211 This macro is to @code{cl-letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1212 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1213 @end defmac
1215 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1216 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1217 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1218 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1219 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1220 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1221 Some more examples:
1223 @example
1224 (cl-callf abs my-number)
1225 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1226 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1227 @end example
1229 Note again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1230 @end defmac
1232 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1233 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1234 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1235 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1236 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1237 @end defmac
1239 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1240 blocks for other macros like @code{cl-incf}, and @code{cl-pushnew}.
1241 The @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} macros are used in the processing
1242 of symbol macros; @pxref{Macro Bindings}.
1245 @node Variable Bindings
1246 @section Variable Bindings
1248 @noindent
1249 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1250 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1252 @xref{Modify Macros}, for the @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} forms which
1253 are also related to variable bindings.
1255 @menu
1256 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1257 * Function Bindings::    @code{cl-flet} and @code{cl-labels}.
1258 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1259 @end menu
1261 @node Dynamic Bindings
1262 @subsection Dynamic Bindings
1264 @noindent
1265 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1266 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1267 bind variables whose names are computed at run-time.
1269 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1270 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1271 set of variables computed at run-time.  The expressions
1272 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1273 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1274 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1275 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1276 are bound to @code{nil}.
1277 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1278 are ignored.
1279 @end defmac
1281 @node Function Bindings
1282 @subsection Function Bindings
1284 @noindent
1285 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1286 of variables.
1288 @defmac cl-flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1289 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1290 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1291 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1292 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1293 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1294 accordingly for the duration of the body of the @code{cl-flet}; then
1295 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1297 You can use @code{cl-flet} to disable or modify the behavior of a
1298 function in a temporary fashion.  (Compare this with the idea
1299 of advising functions.
1300 @xref{Advising Functions,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.)
1301 This will even work on Emacs primitives, although note that some calls
1302 to primitive functions internal to Emacs are made without going
1303 through the symbol's function cell, and so will not be affected by
1304 @code{cl-flet}.  For example,
1306 @example
1307 (cl-flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1308     (do-something))
1309 @end example
1311 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1312 with a function that simply saves the messages in a list rather
1313 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1314 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1315 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1316 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1317 direct C-language calls to the message routines rather than going
1318 through the Lisp @code{message} function.
1320 Functions defined by @code{cl-flet} may use the full Common Lisp
1321 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1322 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1323 @xref{Program Structure}.
1325 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1326 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1327 @end defmac
1329 @defmac cl-labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1330 The @code{cl-labels} form is like @code{cl-flet}, except that
1331 the function bindings can be recursive.  The scoping is lexical,
1332 but you can only capture functions in closures if
1333 @code{lexical-binding} is @code{t}.
1334 @xref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and
1335 @ref{Using Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
1337 Lexical scoping means that all references to the named
1338 functions must appear physically within the body of the
1339 @code{cl-labels} form.  References may appear both in the body
1340 @var{forms} of @code{cl-labels} itself, and in the bodies of
1341 the functions themselves.  Thus, @code{cl-labels} can define
1342 local recursive functions, or mutually-recursive sets of functions.
1344 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1345 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1346 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1348 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1349 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1350 @end defmac
1352 @node Macro Bindings
1353 @subsection Macro Bindings
1355 @noindent
1356 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1358 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1359 This form is analogous to @code{cl-flet}, but for macros instead of
1360 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1361 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1362 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1363 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1365 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is always lexically
1366 scoped.  The @code{cl-macrolet} binding will
1367 affect only calls that appear physically within the body
1368 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1369 body.
1370 @end defmac
1372 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1373 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1374 like variable references rather than function calls.  Each
1375 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1376 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1377 replaced by @var{expansion}.
1379 @example
1380 (setq bar '(5 . 9))
1381 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1382   (cl-incf foo))
1384      @result{} (6 . 9)
1385 @end example
1387 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1388 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1389 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1391 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1392 treated like a @code{cl-letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1393 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1394 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1395 such shadowing does not occur, even when @code{lexical-binding} is
1396 @c See http://debbugs.gnu.org/12119
1397 @code{t}.  (This behavior predates the addition of lexical binding to
1398 Emacs Lisp, and may change in future to respect @code{lexical-binding}.)
1399 At present in this package, only @code{lexical-let} and
1400 @code{lexical-let*} will shadow a symbol macro.  @xref{Obsolete
1401 Lexical Binding}.
1403 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1404 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1405 expansion of another macro:
1407 @example
1408 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1409   (let ((var (cl-gensym)))
1410     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1411           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1412                     (list (list x (list 'car var)))
1413                     body))))
1415 (setq mylist '(1 2 3 4))
1416 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1417 mylist
1418      @result{} (2 3 4 5)
1419 @end example
1421 @noindent
1422 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1423 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1424 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1425 shown here expands to
1427 @example
1428 (cl-loop for G1234 on mylist do
1429       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1430         (cl-incf x)))
1431 @end example
1433 @noindent
1434 which in turn expands to
1436 @example
1437 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1438 @end example
1440 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1441 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1442 works much like @code{my-dolist}.
1443 @end defmac
1445 @node Conditionals
1446 @section Conditionals
1448 @noindent
1449 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1450 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1452 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1453 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1454 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1455 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1456 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1457 of the form
1459 @example
1460 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1461 @end example
1463 @noindent
1464 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1465 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1466 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1467 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1468 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1469 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1470 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1471 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1472 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1473 enclose the symbol in a list.)
1475 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1476 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1477 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1479 @example
1480 (cl-case (read-char)
1481   (?a (do-a-thing))
1482   (?b (do-b-thing))
1483   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1484   (t (do-other-thing)))
1485 @end example
1486 @end defmac
1488 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1489 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1490 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1491 simply returning @code{nil}.
1492 @end defmac
1494 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1495 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1496 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1497 @samp{(@var{type} @var{body}@dots{})}.  @xref{Type Predicates},
1498 for a description of type specifiers.  For example,
1500 @example
1501 (cl-typecase x
1502   (integer (munch-integer x))
1503   (float (munch-float x))
1504   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1505   (t (munch-anything x)))
1506 @end example
1508 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1509 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1510 several types, use an @code{(or @dots{})} type specifier.
1511 @end defmac
1513 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1514 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1515 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1516 simply returning @code{nil}.
1517 @end defmac
1519 @node Blocks and Exits
1520 @section Blocks and Exits
1522 @noindent
1523 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1524 similar to @code{catch} and @code{throw}, with lexical scoping.
1525 This package actually implements @code{cl-block}
1526 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1527 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1528 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1530 @defmac cl-block name forms@dots{}
1531 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1532 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1533 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1534 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1535 a @code{cl-return-from} occurs.
1537 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1538 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1539 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1540 (such as quoted symbols) that evaluate to a tag at run-time; and
1541 also that blocks are always lexically scoped.
1542 In a dynamically scoped @code{catch}, functions called from the
1543 @code{catch} body can also @code{throw} to the @code{catch}.  This
1544 is not an option for @code{cl-block}, where
1545 the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1546 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1547 They may not appear within other called functions, although they may
1548 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1549 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1551 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1552 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1553 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1554 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1555 forms, which do create the implicit block.
1557 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1558 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1559 just as in Common Lisp.
1561 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp's @code{catch}
1562 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1563 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1564 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1565 if the block does
1566 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1567 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1568 functions that don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1569 support it.
1570 @end defmac
1572 @defmac cl-return-from name [result]
1573 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1574 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1575 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1576 Otherwise, @code{nil} is returned.
1577 @end defmac
1579 @defmac cl-return [result]
1580 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1581 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1582 themselves in @code{nil} blocks.
1583 @end defmac
1585 @node Iteration
1586 @section Iteration
1588 @noindent
1589 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1590 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic loop forms
1591 (@pxref{Iteration,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
1593 @defmac cl-loop forms@dots{}
1594 This package supports both the simple, old-style meaning of
1595 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1596 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1597 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1598 The simple form of @code{loop} is described here.
1600 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1601 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1602 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1603 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1605 @example
1606 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1607 @end example
1609 @noindent
1610 is exactly equivalent to
1612 @example
1613 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1614 @end example
1616 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1617 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1618 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1619 in the above notation would simply access and throw away the
1620 value of a variable.)
1621 @end defmac
1623 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1624 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1625 of the form
1627 @example
1628 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1629 @end example
1631 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1632 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1633 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1634 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1635 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1636 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1637 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1638 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1639 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1641 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1642 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1643 loop at any time.
1645 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1646 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1647 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1648 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1649 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1650 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1651 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1652 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1653 @code{let}.
1655 This example (from Steele) illustrates a loop that applies the
1656 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1657 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1658 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1659 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1660 the rest of the loop.
1662 @example
1663 (cl-do ((x foo (cdr x))
1664         (y bar (cdr y))
1665         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1666      ((or (null x) (null y))
1667       (nreverse z)))
1668 @end example
1669 @end defmac
1671 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1672 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1673 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1674 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1675 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1677 Here is another way to write the above loop:
1679 @example
1680 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1681          (yp bar (cdr yp))
1682          (x (car xp) (car xp))
1683          (y (car yp) (car yp))
1684          z)
1685   ((or (null xp) (null yp))
1686    (nreverse z))
1687   (push (f x y) z))
1688 @end example
1689 @end defmac
1691 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1692 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dolist},
1693 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1694 @end defmac
1696 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1697 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dotimes},
1698 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1699 The body is executed with @var{var} bound to the integers
1700 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1701 @c FIXME lispref does not state this part explicitly, could move this there.
1702 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1703 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1704 to get the return value for the loop form.
1705 @end defmac
1707 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1708 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1709 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1710 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1711 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1712 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1713 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1714 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1715 @end defmac
1717 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1718 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1719 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1720 @end defmac
1722 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1723 iterating over vectors or lists.
1725 @node Loop Facility
1726 @section Loop Facility
1728 @noindent
1729 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
1730 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
1731 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
1732 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
1734 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
1735 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro'',
1736 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
1738 @menu
1739 * Loop Basics::           @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1740 * Loop Examples::         Working examples of @code{cl-loop} macro.
1741 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1742 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1743 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1744 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1745 @end menu
1747 @node Loop Basics
1748 @subsection Loop Basics
1750 @noindent
1751 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1752 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1753 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1754 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1756 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1757 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1758 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1760 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1761 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1762 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1763 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1764 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1765 specify initializations, such as the binding of temporary
1766 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1767 and final cleanup.
1769 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1770 loop:
1772 @example
1773 (cl-loop @var{name-clause}
1774          @var{var-clauses}@dots{}
1775          @var{action-clauses}@dots{})
1776 @end example
1778 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1779 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1780 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1781 variables should be bound during the loop, and how they should
1782 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1783 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1784 as computing, collecting, and returning values.
1786 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1787 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1788 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1789 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1790 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1792 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1793 them to return a value by using an accumulation clause like
1794 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1795 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1796 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1797 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1798 break out of the loop.)
1799 @end defmac
1801 The following sections give some examples of the Loop Macro in
1802 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1803 Consult the second edition of Steele for additional discussion
1804 and examples of the @code{loop} macro.
1806 @node Loop Examples
1807 @subsection Loop Examples
1809 @noindent
1810 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1811 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1812 language.
1814 @example
1815 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1816          collect (buffer-file-name buf))
1817 @end example
1819 @noindent
1820 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1821 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1822 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1823 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
1824 The result is a list of the file names of all the buffers in
1825 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
1826 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
1828 @example
1829 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
1830 @end example
1832 @noindent
1833 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
1834 current buffer.
1836 @example
1837 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
1838 @end example
1840 @noindent
1841 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
1842 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
1843 the loop exits immediately.
1845 @example
1846 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
1847 @end example
1849 @noindent
1850 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
1851 is always called at least once.
1853 @example
1854 (cl-loop for x from 1 to 100
1855          for y = (* x x)
1856          until (>= y 729)
1857          finally return (list x (= y 729)))
1858 @end example
1860 @noindent
1861 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
1862 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
1863 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
1864 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
1865 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
1866 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
1867 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
1868 clause gives a condition for terminating the loop, and the
1869 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
1870 (This particular example was written less concisely than it
1871 could have been, just for the sake of illustration.)
1873 Note that even though this loop contains three clauses (two
1874 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
1875 define loops all by themselves, it still creates a single loop
1876 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
1877 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
1879 @node For Clauses
1880 @subsection For Clauses
1882 @noindent
1883 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
1884 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
1885 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
1886 and usually an end condition based on those variables.
1888 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
1889 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
1890 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
1891 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
1892 the type of iteration; in this package both @code{being} and
1893 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
1894 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
1895 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
1896 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
1897 is purely a matter of style.
1899 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
1901 @example
1902 (setq i 'happy)
1903 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
1905      @result{} happy
1906 @end example
1908 @table @code
1909 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
1910 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
1911 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
1912 term so that the clause is marked as a counting clause.
1914 The three expressions are the starting value, the ending value, and
1915 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
1916 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
1917 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
1918 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
1919 counts forever without stopping (unless stopped by some other
1920 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
1921 counts in steps of one.
1923 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
1924 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
1925 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
1926 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
1927 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
1928 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
1929 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
1930 that they are exclusive rather than inclusive limits:
1932 @example
1933 (cl-loop for x to 10 collect x)
1934         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
1935 (cl-loop for x below 10 collect x)
1936         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
1937 @end example
1939 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
1940 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
1941 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
1942 itself.
1944 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
1945 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
1946 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
1947 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
1948 function taking one argument.  For example:
1950 @example
1951 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
1952         @result{} (1 4 9 16 25 36)
1953 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
1954         @result{} (1 9 25)
1955 @end example
1957 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
1958 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
1960 @example
1961 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
1962         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
1963 @end example
1965 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
1966 must be a list.  For example:
1968 @example
1969 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
1970 @end example
1972 @noindent
1973 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
1974 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
1975 @var{x} was the last animal in the sequence.
1977 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
1978 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
1979 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
1980 rather than just a temporary variable.  For example,
1982 @example
1983 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
1984 @end example
1986 @noindent
1987 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
1988 is an extension to standard Common Lisp.
1990 @item for @var{var} across @var{array}
1991 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
1992 which may be a vector or a string.
1994 @example
1995 (cl-loop for x across "aeiou"
1996          do (use-vowel (char-to-string x)))
1997 @end example
1999 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2000 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2001 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2003 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2004 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2005 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2006 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2007 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2008 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2009 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2011 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2012 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence @dots{})}
2013 term of the older macros is not supported.
2015 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2016 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2017 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2019 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2020 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2021 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2022 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2023 an unspecified order.
2025 As an example,
2027 @example
2028 (cl-loop for sym being the symbols
2029          when (fboundp sym)
2030          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2031          collect sym)
2032 @end example
2034 @noindent
2035 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2037 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2038 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2040 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2041 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2042 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2043 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2044 one of these types of clauses with other clauses like @code{for @dots{} to}
2045 or @code{while}.
2047 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2048 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2049 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2050 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2051 a second variable to the opposite part.
2053 @example
2054 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2055                using (hash-values v)
2056          do
2057          (message "key %S -> value %S" k v))
2058 @end example
2060 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2061 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2062 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2063 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2064 (parent) keymaps.
2065 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2066 together.
2068 @example
2069 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2070                using (key-bindings b)
2071          do
2072          (message "key %S -> binding %S" c b))
2073 @end example
2076 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2077 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2078 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2079 vectors.  The strings or vectors
2080 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2081 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings @dots{})}
2082 clause to get the command bindings as well.
2084 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2085 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2086 (the clause @code{extents} is synonymous
2087 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2088 buffer is used.
2089 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2090 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2091 overlap the specified region.
2093 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2094 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2095 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2096 of start and end positions, where one start position is always equal
2097 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2098 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2099 term restricts the search to just the specified property.  The
2100 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2102 @item for @var{var} being the frames
2103 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2104 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2105 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2107 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2108 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2109 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2110 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2111 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2112 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2113 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2114 @code{walk-windows} instead.
2116 @item for @var{var} being the buffers
2117 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2118 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2120 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2121 This clause does a general iteration.  The first time through
2122 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2123 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2124 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2125 these two loops are effectively the same:
2127 @example
2128 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do @dots{})
2129 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do @dots{})
2130 @end example
2132 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2133 of terminating condition; the above example combines it with a
2134 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2136 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2137 the initial setting and for successive settings:
2139 @example
2140 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2141 @end example
2143 @noindent
2144 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2145 function until it gets a positive one, which it then returns.
2146 @end table
2148 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2149 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2150 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2151 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2152 and @code{cl-psetq}).
2154 @example
2155 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2156         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2157 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2158         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2159 @end example
2161 @noindent
2162 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2163 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2164 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2165 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2166 through the loop.
2168 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @dfn{destructuring},
2169 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2170 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2171 of variables instead of a single variable.  The values produced
2172 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2173 stored in the corresponding variables.
2175 @example
2176 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2177         @result{} (5 9 13)
2178 @end example
2180 In loop destructuring, if there are more values than variables
2181 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2182 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2183 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2184 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2185 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2186 to process an alist
2188 @example
2189 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2190          collect value)
2191         @result{} (1 2)
2192 @end example
2194 @node Iteration Clauses
2195 @subsection Iteration Clauses
2197 @noindent
2198 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2199 that control the way the loop operates.  They might be used by
2200 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2202 @table @code
2203 @item repeat @var{integer}
2204 This clause simply counts up to the specified number using an
2205 internal temporary variable.  The loops
2207 @example
2208 (cl-loop repeat (1+ n) do @dots{})
2209 (cl-loop for temp to n do @dots{})
2210 @end example
2212 @noindent
2213 are identical except that the second one forces you to choose
2214 a name for a variable you aren't actually going to use.
2216 @item while @var{condition}
2217 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2218 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2219 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2220 that surrounds the second one:
2222 @example
2223 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2224 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2225 @end example
2227 @item until @var{condition}
2228 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2229 i.e., non-@code{nil}.
2231 @item always @var{condition}
2232 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2233 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2234 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2235 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2237 @example
2238 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2239     (some-big-sizes)
2240   (no-big-sizes))
2241 @end example
2243 @item never @var{condition}
2244 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2245 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2247 @item thereis @var{condition}
2248 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2249 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2250 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2251 @end table
2253 @node Accumulation Clauses
2254 @subsection Accumulation Clauses
2256 @noindent
2257 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2258 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2259 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2261 @table @code
2262 @item collect @var{form}
2263 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2264 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2266 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2267 likewise for the other accumulation clauses.
2269 @item append @var{form}
2270 This clause collects lists of values into a result list using
2271 @code{append}.
2273 @item nconc @var{form}
2274 This clause collects lists of values into a result list by
2275 destructively modifying the lists rather than copying them.
2277 @item concat @var{form}
2278 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2279 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2280 standard Common Lisp.)
2282 @item vconcat @var{form}
2283 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2284 into a vector.
2286 @item count @var{form}
2287 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2288 evaluates to a non-@code{nil} value.
2290 @item sum @var{form}
2291 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2292 @var{form}, which must evaluate to a number.
2294 @item maximize @var{form}
2295 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2296 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2297 @code{maximize} is executed zero times.
2299 @item minimize @var{form}
2300 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2301 @end table
2303 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2304 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2305 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2306 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2307 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2308 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2309 the accumulated result.
2311 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2312 accumulate into the same place.  From Steele:
2314 @example
2315 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2316          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2317          collect name
2318          append kids)
2319         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2320 @end example
2322 @node Other Clauses
2323 @subsection Other Clauses
2325 @noindent
2326 This section describes the remaining loop clauses.
2328 @table @code
2329 @item with @var{var} = @var{value}
2330 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2331 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2332 loops are basically equivalent:
2334 @example
2335 (cl-loop with x = 17 do @dots{})
2336 (let ((x 17)) (cl-loop do @dots{}))
2337 (cl-loop for x = 17 then x do @dots{})
2338 @end example
2340 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2341 in the rest of the loop.  For example:
2343 @example
2344 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2345          finally return res)
2346 @end example
2348 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2349 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2350 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2351 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2352 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2353 front of @code{res} rather than the end.
2355 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2356 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2357 unnecessary.)
2359 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2360 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2361 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2362 @code{let} instead.
2364 @item if @var{condition} @var{clause}
2365 This clause executes the following loop clause only if the specified
2366 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2367 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2368 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2369 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2370 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2371 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2372 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2374 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2375 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2377 @example
2378 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2379      @result{} (6 13 -1)
2380 (cl-loop for x below 10
2381          if (oddp x)
2382            collect x into odds
2383            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2384          else
2385            collect x into evens
2386          finally return (vector odds evens))
2387         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2388 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2389      @result{} (6 7 13 -1)
2390 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2391         @result{} (13 -1)
2392 @end example
2394 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2395 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2396 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2397 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2398 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2399 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2400 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2401 returns early; the actual returned value is based on the result
2402 of the @code{memq} call.
2404 @item when @var{condition} @var{clause}
2405 This clause is just a synonym for @code{if}.
2407 @item unless @var{condition} @var{clause}
2408 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2409 sense of the condition is reversed.
2411 @item named @var{name}
2412 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2413 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2414 used as the block name.
2416 @item initially [do] @var{forms}@dots{}
2417 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2418 executed before the loop itself begins (but after any variables
2419 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2420 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2421 if there are several, they are executed in the order they appear
2422 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2424 @item finally [do] @var{forms}@dots{}
2425 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2426 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2427 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2428 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2429 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2431 @item finally return @var{form}
2432 This says that @var{form} should be executed after the loop
2433 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2434 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2435 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2436 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2437 is executed.
2439 @item do @var{forms}@dots{}
2440 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2441 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2442 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2443 @code{do}.
2445 @item return @var{form}
2446 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2447 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2448 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2449 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2450 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2451 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2453 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2454 @c FIXME cl-do, cl-return?
2455 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2456 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2457 efficiently, though.
2458 @end table
2460 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop},
2461 this package does offer two properties called @code{cl-loop-handler}
2462 and @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when a
2463 given symbol is encountered as a top-level loop clause or @code{for}
2464 clause, respectively.  Consult the source code in file
2465 @file{cl-macs.el} for details.
2467 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2468 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2469 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2470 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2471 buffers are Emacs-specific extensions.
2473 @node Multiple Values
2474 @section Multiple Values
2476 @noindent
2477 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2478 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2479 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2480 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2481 than one value either return just the first value (as in
2482 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values.
2483 This package @emph{does} define placeholders
2484 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2485 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2486 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2487 in Emacs.
2489 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2490 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2491 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2492 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2493 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2494 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2495 values, the excess values are ignored.
2496 @end defmac
2498 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2499 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2500 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2501 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2502 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2503 @end defmac
2505 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2506 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2508 @node Macros
2509 @chapter Macros
2511 @noindent
2512 This package implements the various Common Lisp features of
2513 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2514 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2515 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2516 @xref{Argument Lists}.
2518 Destructuring is made available to the user by way of the
2519 following macro:
2521 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2522 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2523 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2524 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2525 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2526 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2527 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2528 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2529 or with incorrect keyword arguments.
2530 @end defmac
2532 This package also includes the Common Lisp @code{cl-define-compiler-macro}
2533 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2534 optimizations for your functions.
2536 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2537 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2538 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2539 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2540 @code{macroexpand} function.
2542 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2543 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2544 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2545 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2546 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2547 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2548 function, leaving complicated cases alone.
2550 For example, here is a simplified version of a definition that
2551 appears as a standard part of this package:
2553 @example
2554 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2555      (if (and (null keys)
2556               (eq (car-safe a) 'quote)
2557               (not (floatp (cadr a))))
2558          (list 'memq a list)
2559        form))
2560 @end example
2562 @noindent
2563 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2564 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2565 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2566 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2567 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2568 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2569 common @code{:test} predicates.)
2570 @end defmac
2572 @defun cl-compiler-macroexpand form
2573 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2574 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2575 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2576 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2577 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2578 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2579 for which no further expansion is possible.
2580 @end defun
2582 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2583 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2584 definitions.
2586 @node Declarations
2587 @chapter Declarations
2589 @noindent
2590 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2591 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2592 about the types of data that will be stored in particular variables,
2593 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2594 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2595 @code{cl-declare}, @code{cl-locally}, @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim},
2596 and @code{cl-the}.
2598 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
2599 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
2600 to benefit from type information, and @code{special} declarations
2601 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
2602 declarations are meaningful when the optimizing byte
2603 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
2604 compiler, these declarations will effectively be ignored.
2606 @defun cl-proclaim decl-spec
2607 This function records a ``global'' declaration specified by
2608 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2609 is evaluated and thus should normally be quoted.
2610 @end defun
2612 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2613 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2614 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2615 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts an @code{(cl-eval-when
2616 (compile load eval) @dots{})} around the declarations so that they will
2617 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2618 since normally the declarations are meant to influence the way the
2619 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2620 form.)
2621 @end defmac
2623 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2624 This macro is used to make declarations within functions and other
2625 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2626 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2627 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2628 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2629 is @code{special}.
2630 @end defmac
2632 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2633 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2634 @end defmac
2636 @defmac cl-the type form
2637 Type information provided by @code{cl-the} is ignored in this package;
2638 in other words, @code{(cl-the @var{type} @var{form})} is equivalent
2639 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
2640 make use of this information.
2642 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2643 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2644 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2645 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2646 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2647 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2648 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2649 @end defmac
2651 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2652 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2653 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2654 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2655 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2656 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2657 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2659 @table @code
2660 @item special
2661 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2662 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2663 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
2664 variables are intentionally being referred to without being
2665 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2666 warnings for such references, since they could be typographical
2667 errors for references to local variables.
2669 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2670 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
2671 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
2672 do not warn for non-local references).
2674 In top-level contexts, it is generally better to write
2675 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2676 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
2677 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
2678 functions, while @code{(cl-declare (special @var{var}))} takes care
2679 to work correctly with all compilers.
2681 @item inline
2682 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2683 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2684 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2685 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
2686 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
2687 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
2688 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
2689 function call.
2691 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2692 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2693 and declare it inline all at once.
2695 @example
2696 (cl-declaim (inline foo bar))
2697 (cl-eval-when (compile load eval)
2698   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2699 (defsubst foo (@dots{}) @dots{})       ; instead of defun
2700 @end example
2702 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2703 containing source file is done.  It is correct to use it to
2704 request that a function you have defined should be inlined,
2705 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2706 function.
2708 In Common Lisp, it is possible to use @code{(cl-declare (inline @dots{}))}
2709 before a particular call to a function to cause just that call to
2710 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2711 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2712 this package.
2714 @item notinline
2715 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2716 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2717 declaration.
2719 @item optimize
2720 This declaration controls how much optimization is performed by
2721 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
2722 compilers.
2724 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2725 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2726 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2727 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2728 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2729 The default level for both qualities is 1.
2731 In this package, with the optimizing compiler, the
2732 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2733 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2734 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2735 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2736 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2737 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2738 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2739 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2740 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2741 at run-time.)
2743 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2744 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2745 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2746 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2747 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2749 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2750 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2751 it to be used with @code{cl-declare} to set the level of optimization
2752 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2753 current version of the optimizing compiler.  (The @code{cl-declare}
2754 will set the new optimization level, but that level will not
2755 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2757 @item warn
2758 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2759 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
2760 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
2761 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2762 qualities.  The currently supported warning types are
2763 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2764 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2765 disable these warnings and any higher value will enable them.
2766 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
2767 @end table
2769 @node Symbols
2770 @chapter Symbols
2772 @noindent
2773 This package defines several symbol-related features that were
2774 missing from Emacs Lisp.
2776 @menu
2777 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2778 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2779 @end menu
2781 @node Property Lists
2782 @section Property Lists
2784 @noindent
2785 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2786 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2787 There are also functions for working with property lists as
2788 first-class data structures not attached to particular symbols.
2790 @defun cl-get symbol property &optional default
2791 This function is like @code{get}, except that if the property is
2792 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2793 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2794 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2795 Lisp's @code{get}.)
2797 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2798 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2799 @end defun
2801 @defun cl-remprop symbol property
2802 This function removes the entry for @var{property} from the property
2803 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2804 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2805 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2806 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2807 to distinguish between a missing property and a property whose value
2808 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2809 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2810 @end defun
2812 @defun cl-getf place property &optional default
2813 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2814 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2815 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2816 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2817 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2818 is given).
2820 In particular,
2822 @example
2823 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-getf (symbol-plist sym) prop)
2824 @end example
2826 It is valid to use @code{cl-getf} as a @code{setf} place, in which case
2827 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
2828 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
2829 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
2830 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
2831 pair onto the list if the property is not yet present.
2833 @example
2834 (put sym prop val) @equiv{} (setf (cl-getf (symbol-plist sym) prop) val)
2835 @end example
2837 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
2838 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
2840 @example
2841 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
2842 @end example
2844 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
2845 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
2847 When not used as a @code{setf} form, @code{cl-getf} is just a regular
2848 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
2849 expression.
2850 @end defun
2852 @defmac cl-remf place property
2853 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
2854 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
2855 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
2856 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
2857 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
2858 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
2859 out the property and value cells.
2860 @end defmac
2862 @node Creating Symbols
2863 @section Creating Symbols
2865 @noindent
2866 These functions create unique symbols, typically for use as
2867 temporary variables.
2869 @defun cl-gensym &optional x
2870 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
2871 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
2872 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
2873 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
2874 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
2875 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
2876 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
2877 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
2878 code.
2879 @end defun
2881 @defvar cl--gensym-counter
2882 This variable holds the counter used to generate @code{cl-gensym} names.
2883 It is incremented after each use by @code{cl-gensym}.  In Common Lisp
2884 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
2885 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
2886 each used @code{cl-gensym} in their compilation are loaded together.
2887 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
2888 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
2889 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
2890 symbols remain uninterned after loading.)
2891 @end defvar
2893 @defun cl-gentemp &optional x
2894 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
2895 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
2896 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
2897 again until a new symbol is generated.
2898 @end defun
2900 This package automatically creates all keywords that are called for by
2901 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
2902 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
2903 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
2904 provided.
2906 @node Numbers
2907 @chapter Numbers
2909 @noindent
2910 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
2911 which were left out of Emacs Lisp.
2913 @menu
2914 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, etc.
2915 * Numerical Functions::         @code{abs}, @code{cl-floor}, etc.
2916 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
2917 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}.
2918 @end menu
2920 @node Predicates on Numbers
2921 @section Predicates on Numbers
2923 @noindent
2924 These functions return @code{t} if the specified condition is
2925 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
2927 @defun cl-plusp number
2928 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
2929 error if the argument is not a number.
2930 @end defun
2932 @defun cl-minusp number
2933 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
2934 error if the argument is not a number.
2935 @end defun
2937 @defun cl-oddp integer
2938 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
2939 error if the argument is not an integer.
2940 @end defun
2942 @defun cl-evenp integer
2943 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
2944 error if the argument is not an integer.
2945 @end defun
2947 @ignore
2948 @defun cl-floatp-safe object
2949 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
2950 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
2951 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
2952 @end defun
2953 @end ignore
2955 @node Numerical Functions
2956 @section Numerical Functions
2958 @noindent
2959 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
2961 @defun cl-gcd &rest integers
2962 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
2963 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2964 For zero arguments, it returns zero.
2965 @end defun
2967 @defun cl-lcm &rest integers
2968 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
2969 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2970 For zero arguments, it returns one.
2971 @end defun
2973 @defun cl-isqrt integer
2974 This function computes the ``integer square root'' of its integer
2975 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
2976 square root of the argument.
2977 @end defun
2979 @defun cl-floor number &optional divisor
2980 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
2981 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
2982 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
2983 first return value to yield the argument again.  If the argument
2984 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
2985 If the argument is a floating-point number, the first
2986 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
2987 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
2989 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
2990 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
2991 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
2992 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
2993 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
2994 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
2995 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
2996 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
2998 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
2999 function, except that it returns the two results in a list since
3000 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3001 @end defun
3003 @defun cl-ceiling number &optional divisor
3004 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3005 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3006 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3007 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3008 @end defun
3010 @defun cl-truncate number &optional divisor
3011 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3012 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3013 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3014 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
3015 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
3016 the same sign as @var{number}.
3017 @end defun
3019 @defun cl-round number &optional divisor
3020 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3021 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3022 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3023 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3024 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3025 @end defun
3027 @defun cl-mod number divisor
3028 This function returns the same value as the second return value
3029 of @code{cl-floor}.
3030 @end defun
3032 @defun cl-rem number divisor
3033 This function returns the same value as the second return value
3034 of @code{cl-truncate}.
3035 @end defun
3037 @node Random Numbers
3038 @section Random Numbers
3040 @noindent
3041 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3042 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3043 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3044 random numbers than the simple generators supplied by many
3045 operating systems.
3047 @defun cl-random number &optional state
3048 This function returns a random nonnegative number less than
3049 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3050 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3051 which holds the state of the random number generator.  The
3052 function modifies this state object as a side effect.  If
3053 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3054 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3055 @code{random-state} object.
3056 @end defun
3058 @defvar cl--random-state
3059 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3060 object, used for calls to @code{cl-random} that do not specify an
3061 alternative state object.  Since any number of programs in the
3062 Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in interleaved
3063 fashion, the sequence generated from this variable will be
3064 irreproducible for all intents and purposes.
3065 @end defvar
3067 @defun cl-make-random-state &optional state
3068 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3069 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3070 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3071 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3072 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3073 random-state object) will return identical sequences of random
3074 numbers.
3076 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3077 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3078 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3079 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3080 be an integer in which case the new object is seeded from that
3081 integer; each different integer seed will result in a completely
3082 different sequence of random numbers.
3084 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3085 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3086 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3087 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3088 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3089 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3090 from the file.
3091 @end defun
3093 @defun cl-random-state-p object
3094 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3095 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3096 @end defun
3098 @node Implementation Parameters
3099 @section Implementation Parameters
3101 @noindent
3102 This package defines several useful constants having to with numbers.
3104 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3105 This package determines their values by exercising the computer's
3106 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3107 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3108 function that must be called before the parameters can be used.
3110 @defun cl-float-limits
3111 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3112 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3113 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3114 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3115 parameters have already been initialized, the function returns
3116 immediately.
3118 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3119 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3120 unusual, e.g., decimal.
3121 @end defun
3123 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3124 precisions, it has families of constants like
3125 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3126 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3127 floating-point precision, so this package omits the precision word
3128 from the constants' names.
3130 @defvar cl-most-positive-float
3131 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3132 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3133 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3134 is approximately @code{1.79e+308}.
3135 @end defvar
3137 @defvar cl-most-negative-float
3138 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3139 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3140 @end defvar
3142 @defvar cl-least-positive-float
3143 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3144 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3145 supported or @code{2.22e-308} if not.
3146 @end defvar
3148 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3149 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3150 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3151 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3152 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3153 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3154 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3155 @end defvar
3157 @defvar cl-least-negative-float
3158 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3159 @end defvar
3161 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3162 This constant is the negative counterpart of
3163 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3164 @end defvar
3166 @defvar cl-float-epsilon
3167 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3168 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3169 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3170 is about @code{2.22e-16}.
3171 @end defvar
3173 @defvar cl-float-negative-epsilon
3174 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3175 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3176 @code{1.11e-16}.
3177 @end defvar
3179 @node Sequences
3180 @chapter Sequences
3182 @noindent
3183 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3184 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3185 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3186 @code{length}; this package defines most of the rest.
3188 @menu
3189 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3190 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-map}, @code{cl-maplist}, etc.
3191 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3192 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3193 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3194 @end menu
3196 @node Sequence Basics
3197 @section Sequence Basics
3199 @noindent
3200 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3201 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3202 may appear in any order.
3204 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3205 function of one argument.  This key function is used as a filter
3206 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3207 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}:
3208 It searches for an element of the list whose @sc{car} equals
3209 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3210 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3211 the identity function.
3213 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3214 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3215 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3216 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3217 function in the same order as the original sequence function
3218 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3219 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3220 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3221 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3222 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3223 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3225 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3226 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3227 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3228 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3229 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3231 @example
3232 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3233 @end example
3235 @noindent
3236 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3238 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3239 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3240 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3241 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3242 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3243 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3244 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3245 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3246 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3247 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3248 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3250 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3251 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3252 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3253 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3254 to be removed or otherwise processed.
3256 The sequence functions make no guarantees about the order in
3257 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3258 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3259 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3260 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3261 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3262 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3263 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3264 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3266 Strings may contain ``text properties'' as well
3267 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3268 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3269 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3270 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3271 result.
3273 @node Mapping over Sequences
3274 @section Mapping over Sequences
3276 @noindent
3277 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3278 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3279 built-in function @code{mapcar}.
3281 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3282 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3283 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3284 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3285 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3286 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3287 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3288 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3289 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3290 is always a list.
3292 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3293 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3294 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3295 superset of both.
3296 @end defun
3298 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3299 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3300 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3301 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3302 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3303 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3304 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3305 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3306 @end defun
3308 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3309 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3310 then on the @sc{cdr}s of those lists, and so on, until the
3311 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3312 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3313 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3314 @sc{car}s of the advancing pointers.
3315 @end defun
3317 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3318 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3319 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3320 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3321 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3322 primitive @code{mapc}.  (Note that this function is called
3323 @code{cl-mapc} even in @file{cl.el}, rather than @code{mapc*} as you
3324 might expect.)
3325 @c http://debbugs.gnu.org/6575
3326 @end defun
3328 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3329 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3330 the values returned by @var{function}.
3331 @end defun
3333 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3334 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3335 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3336 rather than simply collecting them into a list.
3337 @end defun
3339 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3340 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3341 the return values using @code{nconc}.
3342 @end defun
3344 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3345 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3346 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3347 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3348 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3349 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3350 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3351 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3352 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3353 @end defun
3355 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3356 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3357 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3358 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3359 for all elements.
3360 @end defun
3362 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3363 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3364 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3365 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3366 was @code{nil} for all elements.
3367 @end defun
3369 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3370 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3371 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3372 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3373 true for all elements.
3374 @end defun
3376 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3377 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3378 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3379 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3380 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3381 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3382 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3383 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3384 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3386 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3387 of left-associative:
3389 @example
3390 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3391         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3392 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3393         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3394 @end example
3396 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3397 is called on each of the sequence elements in turn.
3399 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3400 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3401 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3403 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3404 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3405 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3406 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3407 @end defun
3409 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3410 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3411 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3412 function calls.
3414 @node Sequence Functions
3415 @section Sequence Functions
3417 @noindent
3418 This section describes a number of Common Lisp functions for
3419 operating on sequences.
3421 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3422 This function returns a given subsequence of the argument
3423 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3424 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3425 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3426 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3427 return value is always a copy; it does not share structure
3428 with @var{sequence}.
3430 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3431 may be negative, in which case they represent a distance back
3432 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3433 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3434 the @emph{only} sequence function that allows negative
3435 @var{start} and @var{end}.
3437 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3438 specified range of elements with elements from another sequence.
3439 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3440 @end defun
3442 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3443 This function concatenates the argument sequences together to
3444 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3445 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3446 arguments are always copied, even in cases such as
3447 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3448 identical to an argument.
3449 @end defun
3451 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3452 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3453 part of the sequence) with the value @var{item}.
3454 @end defun
3456 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3457 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3458 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3459 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3460 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3462 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3463 will work correctly even if the regions indicated by the start
3464 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3465 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3466 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3467 is undefined.
3468 @end defun
3470 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3471 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3472 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3473 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3474 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3475 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3476 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3477 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3478 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3479 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3480 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3481 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3482 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3483 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3484 if @var{count} was also specified).
3485 @end defun
3487 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3488 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3489 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3490 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3491 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3492 list if necessary to preserve the original list, whereas
3493 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3494 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3495 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3496 @end defun
3498 @findex cl-remove-if
3499 @findex cl-remove-if-not
3500 @findex cl-delete-if
3501 @findex cl-delete-if-not
3502 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3503 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3505 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3506 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3507 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3508 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3509 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3510 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3511 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3512 examined or removed.
3513 @end defun
3515 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3516 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3517 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3518 @end defun
3520 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3521 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3522 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3523 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3524 used to limit the number of substitutions made.
3525 @end defun
3527 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3528 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3529 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3530 by returning a changed copy of the sequence.
3531 @end defun
3533 @findex cl-substitute-if
3534 @findex cl-substitute-if-not
3535 @findex cl-nsubstitute-if
3536 @findex cl-nsubstitute-if-not
3537 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3538 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3539 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3540 @var{old} argument.
3542 @node Searching Sequences
3543 @section Searching Sequences
3545 @noindent
3546 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3547 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3549 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3550 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3551 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3552 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3553 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3554 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3555 limit the range of elements that are searched.
3556 @end defun
3558 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3559 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3560 integer position in the sequence of the matching item rather than
3561 the item itself.  The position is relative to the start of the
3562 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3563 returns @code{nil} if no matching element was found.
3564 @end defun
3566 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3567 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3568 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3569 @end defun
3571 @findex cl-find-if
3572 @findex cl-find-if-not
3573 @findex cl-position-if
3574 @findex cl-position-if-not
3575 @findex cl-count-if
3576 @findex cl-count-if-not
3577 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3578 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3579 functions are defined similarly.
3581 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3582 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3583 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3584 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3585 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3586 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3587 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3588 elements which do not match, or the position at which the shorter of
3589 the two otherwise-matching sequences runs out.
3591 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3592 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3593 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3594 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3596 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3597 which compares two strings case-insensitively.
3598 @end defun
3600 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3601 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3602 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3603 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
3604 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3605 The return value is the index of the leftmost element of the
3606 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3607 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3608 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3609 @end defun
3611 @node Sorting Sequences
3612 @section Sorting Sequences
3614 @defun clsort seq predicate @t{&key :key}
3615 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3616 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3617 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3618 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3619 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3620 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3621 numbers into decreasing rather than increasing order.
3623 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3624 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3625 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
3626 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3628 @example
3629 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3630 @end example
3632 @noindent
3633 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3634 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3635 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3636 simple accessor though, it's used heavily in the current
3637 implementation.
3639 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3640 rearranging the @sc{cdr} pointers in suitable fashion.
3641 @end defun
3643 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3644 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3645 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3646 be rearranged out of their original order by the sort.
3648 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3649 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3650 stable by default.  However, this package reserves the right to
3651 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3652 @end defun
3654 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3655 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3656 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3657 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3658 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3659 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3660 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3661 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3662 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3663 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3664 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3665 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3666 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3667 @var{predicate}.
3668 @end defun
3670 @node Lists
3671 @chapter Lists
3673 @noindent
3674 The functions described here operate on lists.
3676 @menu
3677 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3678 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3679 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3680 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}, etc.
3681 @end menu
3683 @node List Functions
3684 @section List Functions
3686 @noindent
3687 This section describes a number of simple operations on lists,
3688 i.e., chains of cons cells.
3690 @defun cl-caddr x
3691 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3692 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
3693 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3694 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3695 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3696 @end defun
3698 @defun cl-first x
3699 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3700 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3701 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3702 @end defun
3704 @defun cl-rest x
3705 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3706 @end defun
3708 @defun cl-endp x
3709 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
3710 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
3711 cons cell.  This package simply defines @code{cl-endp} as a synonym
3712 for @code{null}.
3713 @end defun
3715 @defun cl-list-length x
3716 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3717 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3718 list (where the @sc{cdr}-chain forms a loop rather than terminating
3719 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3720 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
3721 @end defun
3723 @defun cl-list* arg &rest others
3724 This function constructs a list of its arguments.  The final
3725 argument becomes the @sc{cdr} of the last cell constructed.
3726 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3727 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3728 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3729 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3730 @end defun
3732 @defun cl-ldiff list sublist
3733 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3734 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3735 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3736 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3737 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3738 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3739 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3740 is returned.
3741 @end defun
3743 @defun cl-copy-list list
3744 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3745 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3746 @end defun
3748 @defun copy-tree x &optional vecp
3749 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
3750 @c FIXME? cl-copy-list is not an alias of copy-sequence.
3751 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{cl-copy-list}),
3752 which copies only along the @sc{cdr} direction, this function
3753 copies (recursively) along both the @sc{car} and the @sc{cdr}
3754 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
3755 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
3756 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
3757 cons cells.
3758 @end defun
3760 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3761 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3762 @var{y} are both cons cells, their @sc{car}s and @sc{cdr}s are
3763 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3764 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3765 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3766 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3767 @end defun
3769 @node Substitution of Expressions
3770 @section Substitution of Expressions
3772 @noindent
3773 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3774 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3775 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3777 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3778 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3779 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3780 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3781 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3782 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3783 on, and compares against @var{old}, both @sc{car}s and @sc{cdr}s
3784 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3785 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3786 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3787 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3788 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3789 but not to @var{old}.
3790 @end defun
3792 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3793 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3794 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3795 rather than copying.
3796 @end defun
3798 @findex cl-subst-if
3799 @findex cl-subst-if-not
3800 @findex cl-nsubst-if
3801 @findex cl-nsubst-if-not
3802 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3803 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3805 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3806 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3807 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3808 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3809 function, if any), is compared with the @sc{car}s of
3810 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3811 @sc{cdr}.
3812 @end defun
3814 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3815 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3816 @end defun
3818 @node Lists as Sets
3819 @section Lists as Sets
3821 @noindent
3822 These functions perform operations on lists which represent sets
3823 of elements.
3825 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
3826 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
3827 If a match is found, it returns the cons cell whose @sc{car} was
3828 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
3829 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
3830 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
3831 @xref{Sequences}.
3833 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
3834 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
3835 :test 'equal)}.
3836 @end defun
3838 @findex cl-member-if
3839 @findex cl-member-if-not
3840 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
3841 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
3843 @defun cl-tailp sublist list
3844 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
3845 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
3846 any of its @sc{cdr}s.
3847 @end defun
3849 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
3850 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
3851 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
3852 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
3853 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
3854 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
3855 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
3856 become part of the list.
3857 @end defun
3859 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3860 This function combines two lists which represent sets of items,
3861 returning a list that represents the union of those two sets.
3862 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
3863 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
3864 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
3865 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
3866 undefined whether or not that duplication will survive in the
3867 result list.  The order of elements in the result list is also
3868 undefined.
3869 @end defun
3871 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3872 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
3873 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
3874 @end defun
3876 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3877 This function computes the intersection of the sets represented
3878 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
3879 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
3880 @end defun
3882 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3883 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
3884 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
3885 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
3886 @end defun
3888 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3889 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
3890 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3891 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
3892 @end defun
3894 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3895 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
3896 to reuse @var{list1} if possible.
3897 @end defun
3899 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3900 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
3901 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3902 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
3903 @end defun
3905 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3906 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
3907 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
3908 @end defun
3910 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3911 This function checks whether @var{list1} represents a subset
3912 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
3913 also appears in @var{list2}.
3914 @end defun
3916 @node Association Lists
3917 @section Association Lists
3919 @noindent
3920 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
3921 one set of values to another; any list whose elements are cons
3922 cells is an association list.
3924 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3925 This function searches the association list @var{a-list} for an
3926 element whose @sc{car} matches (in the sense of @code{:test},
3927 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
3928 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
3929 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
3930 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
3931 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
3932 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
3933 elements of @var{a-list} to be an error.)
3934 @end defun
3936 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3937 This function searches for an element whose @sc{cdr} matches
3938 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
3939 the inverse of the mapping to @var{item}.
3940 @end defun
3942 @findex cl-assoc-if
3943 @findex cl-assoc-if-not
3944 @findex cl-rassoc-if
3945 @findex cl-rassoc-if-not
3946 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
3947 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
3949 Two simple functions for constructing association lists are:
3951 @defun cl-acons key value alist
3952 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
3953 @end defun
3955 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
3956 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
3957 @var{alist})}.
3958 @end defun
3960 @node Structures
3961 @chapter Structures
3963 @noindent
3964 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
3965 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
3966 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
3967 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
3968 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
3969 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
3970 type.
3972 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
3973 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
3974 system provides no way to create new distinct types, this package
3975 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
3976 special ``tag'' symbol to identify them.
3978 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
3979 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
3980 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
3981 may begin with a string which documents the structure type.)
3982 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
3983 are symbols.  For example,
3985 @example
3986 (cl-defstruct person name age sex)
3987 @end example
3989 @noindent
3990 defines a struct type called @code{person} which contains three
3991 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
3992 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
3993 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
3994 using @code{setf} on any of these place forms:
3996 @example
3997 (cl-incf (person-age birthday-boy))
3998 @end example
4000 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4001 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4002 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4003 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4004 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
4005 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4007 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4008 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4010 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4011 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4012 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4013 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4014 length which starts with the correct tag symbol.)
4016 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4017 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4018 argument is the wrong type.  This check is affected by
4019 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4020 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4021 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4022 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4023 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4024 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4025 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4026 @xref{Declarations}.
4028 @example
4029 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4030      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4031 (setq other (copy-person dave))
4032      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4033 (eq dave other)
4034      @result{} nil
4035 (eq (person-name dave) (person-name other))
4036      @result{} t
4037 (person-p dave)
4038      @result{} t
4039 (person-p [1 2 3 4])
4040      @result{} nil
4041 (person-p "Bogus")
4042      @result{} nil
4043 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4044      @result{} t
4045 @end example
4047 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4048 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4049 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4050 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4051 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4052 structure type is created without specifying that slot's value.
4054 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4055 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4056 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4057 the slot's value is determined when the object is created and does
4058 not change afterward.
4060 @example
4061 (cl-defstruct person
4062      (name nil :read-only t)
4063      age
4064      (sex 'unknown))
4065 @end example
4067 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4069 For obscure historical reasons, structure options take a different
4070 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4071 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4072 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4073 enclosed in lists.)
4075 @example
4076 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4077                       (:type list)
4078                       :named)
4079      name age sex)
4080 @end example
4082 The following structure options are recognized.
4084 @table @code
4085 @item :conc-name
4086 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4087 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4088 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4089 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4090 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4091 to name the accessor functions.
4093 @item :constructor
4094 In the simple case, this option takes one argument which is an
4095 alternate name to use for the constructor function.  The default
4096 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4097 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4098 as an argument means that no standard constructor should be
4099 generated at all.
4101 In the full form of this option, the constructor name is followed
4102 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4103 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4104 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4105 The argument names should match the slot names; each slot is
4106 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4107 do not appear in the argument list are initialized based on the
4108 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4109 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4110 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4111 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4112 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4113 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4115 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4116 options on a structure.  The default constructor is still generated
4117 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4118 option.
4120 @example
4121 (cl-defstruct
4122     (person
4123      (:constructor nil)   ; no default constructor
4124      (:constructor new-person
4125                    (name sex &optional (age 0)))
4126      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4127                                    (dog-years 0)
4128                               &aux (age (* 7 dog-years))
4129                                    (sex 'canine))))
4130     name age sex)
4131 @end example
4133 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4134 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4135 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4136 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4137 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4138 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4140 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4141 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4142 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4143 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4144 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4145 overriding it.
4147 @item :copier
4148 The argument is an alternate name for the copier function for
4149 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4150 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4151 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4153 @item :predicate
4154 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4155 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4156 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4157 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4158 ever generated.)
4160 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4161 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4162 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4163 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4164 only if they used the default predicate name.
4166 @item :include
4167 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4168 The argument is the name of another structure type previously
4169 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4170 structure type to inherit all of the included structure's slots
4171 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4172 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4173 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4174 for the included type will also accept objects of the new type.
4176 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4177 the included-structure name, these options are treated as replacement
4178 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4179 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4181 @example
4182 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4183         @result{} person
4184 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4185      helmet-size
4186      (favorite-beverage 'tang))
4187         @result{} astronaut
4189 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4190      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4191 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4192      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4194 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4195      @result{} (t t)
4196 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4197      @result{} (nil t)
4199 (person-name buzz)
4200      @result{} "Buzz"
4201 (astronaut-name joe)
4202      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4203 @end example
4205 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4206 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4207 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4208 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4209 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4210 work on astronauts just like other people.
4212 @item :print-function
4213 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4214 which is called to print an instance of the structure type.  The
4215 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4216 allow for such a feature, so this package simply ignores
4217 @code{:print-function}.
4219 @item :type
4220 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4221 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4222 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4223 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4224 lists instead.
4226 The vector representation for structure objects has the advantage
4227 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4228 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4229 but take a relatively long time accessing the later slots.
4231 @item :named
4232 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4233 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4234 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4235 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4236 features.
4238 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4239 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4240 conjunction with @code{:type}.
4242 @example
4243 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4244 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4245 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4247 (setq p1 (make-person1))
4248      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4249 (setq p2 (make-person2))
4250      @result{} (person2 nil nil nil)
4251 (setq p3 (make-person3))
4252      @result{} (nil nil nil)
4254 (person1-p p1)
4255      @result{} t
4256 (person2-p p2)
4257      @result{} t
4258 (person3-p p3)
4259      @result{} error: function person3-p undefined
4260 @end example
4262 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4263 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4264 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4265 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4266 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4267 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4268 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4269 proceeding.
4271 @item :initial-offset
4272 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4273 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4274 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4275 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4276 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4277 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4278 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4279 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4280 of the included type and the first new slot.
4281 @end table
4282 @end defmac
4284 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4285 entirely compatible with that of Common Lisp.
4287 @node Assertions
4288 @chapter Assertions and Errors
4290 @noindent
4291 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4292 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4293 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4294 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4296 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4297 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4298 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4299 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4301 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4302 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4303 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4304 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4306 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4307 You can specify a different error message by including a @var{string}
4308 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4309 passed to @code{error} to signal the error.
4311 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4312 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4313 will also include all non-constant arguments of the top-level
4314 @var{form}.  For example:
4316 @example
4317 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4318 @end example
4320 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4321 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4322 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4323 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4324 makes no sense to specify @var{places}.
4325 @end defmac
4327 @defmac cl-check-type form type [string]
4328 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4329 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4330 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4331 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4332 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4333 error message in place of @var{type}.  For example:
4335 @example
4336 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4337 @end example
4339 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4340 that may be used for @var{type}.
4342 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4343 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4344 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4345 user to modify @var{place}.
4346 @end defmac
4348 @node Efficiency Concerns
4349 @appendix Efficiency Concerns
4351 @appendixsec Macros
4353 @noindent
4354 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4355 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4356 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4357 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4358 the form
4360 @example
4361 (cl-incf i n)
4362 @end example
4364 @noindent
4365 is expanded at compile-time to the Lisp form
4367 @example
4368 (setq i (+ i n))
4369 @end example
4371 @noindent
4372 which is the most efficient ways of doing this operation
4373 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4374 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4376 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4377 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4378 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4379 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4380 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4381 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4382 hundred times.
4384 You can find out how a macro expands by using the
4385 @code{cl-prettyexpand} function.
4387 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4388 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4389 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4390 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4391 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4392 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4394 @example
4395 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4396 @end example
4398 @noindent
4399 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4400 the expansion
4402 @example
4403 (cl-block nil
4404      (let* ((x 0)
4405             (G1004 nil))
4406        (while (< x 10)
4407          (setq G1004 (cons x G1004))
4408          (setq x (+ x 1)))
4409        (nreverse G1004)))
4410 @end example
4412 @noindent
4413 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4414 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4415 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4416 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4418 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4419 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4420 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4421 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4423 @example
4424 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4425      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4426 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4427      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4428 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4429      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4430 @end example
4432 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4433 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4434 @end defun
4436 @ifinfo
4437 @example
4439 @end example
4440 @end ifinfo
4441 @appendixsec Error Checking
4443 @noindent
4444 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4445 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4446 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4447 incompatibility.
4449 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4450 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4451 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4452 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4453 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4454 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4455 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4456 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4457 syntax error.  The @code{cl-endp} function is simply a synonym for
4458 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4459 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4460 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4462 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4463 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4464 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4465 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4466 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4467 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4468 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4469 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4470 do check their keyword arguments for validity.
4472 @ifinfo
4473 @example
4475 @end example
4476 @end ifinfo
4477 @appendixsec Optimizing Compiler
4479 @noindent
4480 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4481 Lisp macros emit
4482 code which can be improved by optimization.  In particular,
4483 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4484 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4485 optimizing compiler removes @code{cl-block}s which are not actually
4486 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4488 @node Common Lisp Compatibility
4489 @appendix Common Lisp Compatibility
4491 @noindent
4492 Following is a list of all known incompatibilities between this
4493 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4495 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4496 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4497 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4498 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4499 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4500 inside recursive argument lists).
4502 The @code{equal} predicate does not distinguish
4503 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4504 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4506 @c FIXME no longer provided by cl.
4507 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4508 setf-methods return a list of five values rather than five
4509 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4510 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4512 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4513 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4514 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4515 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4516 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4518 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4519 and type specifiers are unimplemented.
4521 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4522 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4523 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4524 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4525 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4526 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4527 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4529 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4530 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4531 example, local @code{special} declarations, which are purely
4532 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4533 set down in Steele's book.
4535 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with a pseudo-random
4536 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4537 generated symbols become interned when they are written to and
4538 loaded back from a file.
4540 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4541 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4542 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4544 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4546 @node Porting Common Lisp
4547 @appendix Porting Common Lisp
4549 @noindent
4550 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4551 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4552 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4553 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4554 one, some of the features in this package are not fully compliant
4555 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4556 are also quite a few features that this package does not provide
4557 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4558 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4560 @itemize @bullet
4561 @item
4562 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4563 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4564 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4565 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4567 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4568 is happy to let the program's own functions and variables use
4569 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4570 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4572 @item
4573 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4574 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4575 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4576 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4577 even inside functions called from the body.
4578 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4579 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4580 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4581 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4583 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4584 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4586 @example
4587 (defun map-odd-elements (func list)
4588   (loop for x in list
4589         for flag = t then (not flag)
4590         collect (if flag x (funcall func x))))
4592 (defun add-odd-elements (list x)
4593   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4594 @end example
4596 @noindent
4597 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4598 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4599 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4600 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4601 called.
4603 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4604 not occur.  @xref{Obsolete Lexical Binding}, for a description of the obsolete
4605 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4606 binding when dynamic binding is in use.
4608 @item
4609 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4610 works at the level of individual characters.  For example, Common
4611 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4612 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4613 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4614 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4616 @item
4617 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4618 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4619 won't understand.  For example, @samp{#| @dots{} |#} is an
4620 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4621 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4622 Lisp.
4624 @item
4625 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4626 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4627 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4628 application program would have a package for its own symbols.
4629 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4630 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4631 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4632 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4633 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4635 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4636 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4637 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4638 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4639 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4640 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4641 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4642 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4643 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
4644 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4646 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4647 package-like collections of symbols, but this feature is not
4648 strong enough to be used as a true package mechanism.
4650 @item
4651 The @code{format} function is quite different between Common
4652 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4653 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4654 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4655 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4656 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4657 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4658 introduce format codes, and the set of available codes is
4659 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4660 string literals; instead, @code{format} is used with the
4661 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4662 codes provide such features as paragraph filling, case
4663 conversion, and even loops and conditionals.
4665 While it would have been possible to implement most of Common
4666 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4667 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4668 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4669 @code{format}, yet the functionality it would provide over
4670 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4672 @item
4673 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4674 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4675 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4676 something entirely different---strings with properties.
4678 @item
4679 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4680 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4681 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4682 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4683 case-insensitive in Common Lisp.
4685 @item
4686 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4687 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4688 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4689 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4690 streams are a set of existing data types rather than a new data
4691 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4692 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4693 than being distinct types.
4695 @item
4696 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4697 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4698 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4699 CLOS functionality.
4701 @item
4702 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4703 Lisp features of a different name generally have not been
4704 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4705 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4706 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4707 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4708 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4710 @item
4711 A few more notable Common Lisp features not included in this
4712 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
4713 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
4715 @item
4716 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4717 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4718 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4719 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4720 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4721 numbers using something like
4723 @example
4724 (defun sum-list (list)
4725   (if list
4726       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4727     0))
4728 @end example
4730 @noindent
4731 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4732 these forms:
4734 @example
4735 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
4736 (loop for x in my-list sum x)
4737 @end example
4739 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4740 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4741 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4742 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4743 recursion.
4744 @end itemize
4746 @node Obsolete Features
4747 @appendix Obsolete Features
4749 This section describes some features of the package that are obsolete
4750 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4751 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4752 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4753 in exactly the same way.
4755 @menu
4756 * Obsolete Lexical Binding::    An approximation of lexical binding.
4757 * Obsolete Macros::             Obsolete macros.
4758 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4759 @end menu
4761 @node Obsolete Lexical Binding
4762 @appendixsec Obsolete Lexical Binding
4764 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4765 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4766 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4768 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4769 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4770 establishes are purely lexical.
4771 @end defmac
4773 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4774 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4775 @noindent
4776 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4777 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4778 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4780 @example
4781 (setq a 5)
4782 (defun foo (b) (+ a b))
4783 (let ((a 2)) (foo a))
4784      @result{} 4
4785 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4786      @result{} 7
4787 @end example
4789 @noindent
4790 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4791 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4792 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4793 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4794 body, without any effect on the global variable of the same name.
4796 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4797 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4798 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4799 For example:
4801 @example
4802 (defun make-adder (n)
4803   (lexical-let ((n n))
4804     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4805 (setq add17 (make-adder 17))
4806 (funcall add17 4)
4807      @result{} 21
4808 @end example
4810 @noindent
4811 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4812 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4813 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4814 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4815 call to @code{make-adder} itself.
4817 @example
4818 (defun make-counter ()
4819   (lexical-let ((n 0))
4820     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
4821 (setq count-1 (make-counter))
4822 (funcall count-1 3)
4823      @result{} 3
4824 (funcall count-1 14)
4825      @result{} 17
4826 (setq count-2 (make-counter))
4827 (funcall count-2 5)
4828      @result{} 5
4829 (funcall count-1 2)
4830      @result{} 19
4831 (funcall count-2)
4832      @result{} 6
4833 @end example
4835 @noindent
4836 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
4837 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
4838 function object that is returned.
4840 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
4841 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
4842 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
4843 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
4844 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
4845 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
4846 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
4847 closures, then the lexical variables are free as soon as the
4848 @code{lexical-let} returns.
4850 Many closures are used only during the extent of the bindings they
4851 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
4852 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
4853 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
4854 closures:
4856 @example
4857 (defun add-to-list (x list)
4858   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
4859 (add-to-list 7 '(1 2 5))
4860      @result{} (8 9 12)
4861 @end example
4863 @noindent
4864 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
4865 it is not necessary to make a true closure out of it.
4867 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
4868 to create a named closure.  If several closures are created in the
4869 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
4870 instance of the lexical variable.
4872 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
4873 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
4874 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
4875 @end defmac
4877 @node Obsolete Macros
4878 @appendixsec Obsolete Macros
4880 The following macros are obsolete, and are replaced by versions with
4881 a @samp{cl-} prefix that do not behave in exactly the same way.
4882 Consequently, the @file{cl.el} versions are not simply aliases to the
4883 @file{cl-lib.el} versions.
4885 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
4886 This macro is replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings}),
4887 which behaves the same way as Common Lisp's @code{flet}.
4888 This @code{flet} takes the same arguments as @code{cl-flet}, but does
4889 not behave in precisely the same way.
4891 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical function
4892 binding, this @code{flet} makes a dynamic binding (it dates from a
4893 time before Emacs had lexical binding).  The result is
4894 that @code{flet} affects indirect calls to a function as well as calls
4895 directly inside the @code{flet} form itself.
4897 @c Bug#411.
4898 Note that many primitives (e.g.@: @code{+}) have special byte-compile
4899 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
4900 fail if byte-compiled.
4901 @c Or cl-flet.
4902 @c In such cases, use @code{labels} instead.
4903 @end defmac
4905 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
4906 This macro is replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}),
4907 which behaves the same way as Common Lisp's @code{labels}.
4908 This @code{labels} takes the same arguments as @code{cl-labels}, but
4909 does not behave in precisely the same way.
4911 This version of @code{labels} uses the obsolete @code{lexical-let}
4912 form (@pxref{Obsolete Lexical Binding}), rather than the true
4913 lexical binding that @code{cl-labels} uses.
4914 @end defmac
4916 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
4917 This macro is almost exactly the same as @code{cl-letf}, which
4918 replaces it (@pxref{Modify Macros}).  The only difference is in
4919 details that relate to some deprecated usage of @code{symbol-function}
4920 in place forms.
4921 @end defmac
4923 @node Obsolete Setf Customization
4924 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
4926 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
4927 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
4928 user to extend generalized variables in various ways.
4929 In Emacs, these are obsolete, replaced by various features of
4930 @file{gv.el} in Emacs 24.3.
4931 @c FIXME details.
4933 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
4934 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
4935 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  The macro @var{name} is defined
4936 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
4937 described by @var{arglist}.  The call
4939 @example
4940 (@var{name} @var{place} @var{args}@dots{})
4941 @end example
4943 @noindent
4944 will be expanded to
4946 @example
4947 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}@dots{})
4948 @end example
4950 @noindent
4951 which in turn is roughly equivalent to
4953 @example
4954 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}@dots{}))
4955 @end example
4957 For example:
4959 @example
4960 (define-modify-macro cl-incf (&optional (n 1)) +)
4961 (define-modify-macro cl-concatf (&rest args) concat)
4962 @end example
4964 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
4965 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
4967 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
4968 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
4969 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
4970 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
4971 using @code{get-setf-method}, or consult the source
4972 to see how to use the internal @code{setf} building blocks.
4973 @end defmac
4975 @defmac defsetf access-fn update-fn
4976 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
4977 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
4978 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
4979 function.  From now on,
4981 @example
4982 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
4983 @end example
4985 @noindent
4986 will be expanded to
4988 @example
4989 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
4990 @end example
4992 @noindent
4993 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
4994 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
4995 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
4996 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
4997 @code{setf} is supposed to behave.
4999 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
5000 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
5001 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
5002 something more like
5004 @example
5005 (let ((temp @var{value}))
5006   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
5007   temp)
5008 @end example
5010 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
5011 suite of setf methods, are:
5013 @example
5014 (defsetf car setcar)
5015 (defsetf symbol-value set)
5016 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
5017 @end example
5018 @end defmac
5020 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
5021 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
5022 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
5023 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
5024 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
5025 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
5026 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
5027 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
5028 function).
5030 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
5032 @example
5033 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
5034   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
5035 @end example
5037 The Lisp form that is returned can access the arguments from
5038 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
5039 macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which invoke this
5040 setf-method will insert temporary variables as needed to make
5041 sure the apparent order of evaluation is preserved.
5043 Another example drawn from the standard package:
5045 @example
5046 (defsetf nth (n x) (store)
5047   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
5048 @end example
5049 @end defmac
5051 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
5052 This is the most general way to create new place forms.  When
5053 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
5054 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
5055 must return a list of five items:
5057 @enumerate
5058 @item
5059 A list of @dfn{temporary variables}.
5061 @item
5062 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
5063 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
5064 as the first step of any operation on the generalized variable.
5066 @item
5067 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
5068 from a call to @code{gensym}).
5070 @item
5071 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
5072 the generalized variable, assuming the temporaries have been
5073 bound as described above.
5075 @item
5076 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
5077 assuming the temporaries have been bound.
5078 @end enumerate
5080 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
5081 except that the method returns a list of five values rather
5082 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
5083 support Common Lisp's notion of multiple return values.
5085 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
5087 A setf-method should be maximally conservative with regard to
5088 temporary variables.  In the setf-methods generated by
5089 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
5090 arguments in the place form, and the first return value is a
5091 list of a corresponding number of temporary variables generated
5092 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which
5093 use this setf-method will optimize away most temporaries that
5094 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
5095 setf-method itself to optimize.
5096 @end defmac
5098 @defun get-setf-method place &optional env
5099 This function returns the setf-method for @var{place}, by
5100 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
5101 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
5102 values as described above.  You can use this function to build
5103 your own @code{cl-incf}-like modify macros.  (Actually, it is
5104 @c FIXME?
5105 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
5106 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
5107 which also do a number of optimizations; consult the source
5108 code for the @code{cl-incf} function for a simple example.)
5110 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
5111 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
5112 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
5113 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
5114 that called @code{get-setf-method}.
5116 See also the source code for the setf-method for
5117 @c Also @code{apply}, but that is commented out.
5118 @code{substring}, which works by calling @code{get-setf-method} on a
5119 simpler case, then massaging the result.
5120 @end defun
5122 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
5123 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
5124 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
5125 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
5126 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
5127 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
5128 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
5129 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
5130 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
5131 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
5132 defined later.
5135 @node GNU Free Documentation License
5136 @appendix GNU Free Documentation License
5137 @include doclicense.texi
5139 @node Function Index
5140 @unnumbered Function Index
5142 @printindex fn
5144 @node Variable Index
5145 @unnumbered Variable Index
5147 @printindex vr
5149 @bye