(gv-setter, gv-synthetic-place, gv-delay-error): New funs/macros
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blob1f38ca98c62f2141dbb45098ec93f508679306aa
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl.info
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include docstyle.texi
5 @include emacsver.texi
7 @copying
8 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
10 Copyright @copyright{} 1993, 2001--2015 Free Software Foundation, Inc.
12 @quotation
13 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
14 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
15 any later version published by the Free Software Foundation; with no
16 Invariant Sections, with the Front-Cover Texts being ``A GNU Manual'',
17 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
18 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
20 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
21 modify this GNU manual.''
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.  (The separate package EIEIO implements
111 a subset of CLOS functionality.  @xref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}.)
113 @item
114 Other features cannot be implemented without modification to the
115 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
116 case-insensitive symbols, and complex numbers.
117 This package generally makes no attempt to emulate these features.
119 @end itemize
121 This package was originally written by Dave Gillespie,
122 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
123 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
124 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
125 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
126 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
128 @menu
129 * Usage::                How to use this package.
130 * Organization::         The package's component files.
131 * Naming Conventions::   Notes on function names.
132 @end menu
134 @node Usage
135 @section Usage
137 @noindent
138 This package is distributed with Emacs, so there is no need
139 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
140 that uses features from this package should simply include at
141 the beginning:
143 @example
144 (require 'cl-lib)
145 @end example
147 @noindent
148 You may wish to add such a statement to your init file, if you
149 make frequent use of features from this package.
151 @node Organization
152 @section Organization
154 @noindent
155 The Common Lisp package is organized into four main files:
157 @table @file
158 @item cl-lib.el
159 This is the main file, which contains basic functions
160 and information about the package.  This file is relatively compact.
162 @item cl-extra.el
163 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
164 It is kept separate so that packages which only want to use Common
165 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
166 the overhead of loading the more advanced functions.
168 @item cl-seq.el
169 This file contains most of the advanced functions for operating
170 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
172 @item cl-macs.el
173 This file contains the features that are macros instead of functions.
174 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
175 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
176 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
177 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
178 won't take up memory unless you are compiling.
179 @end table
181 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
182 commands for the functions and macros in the other three files.
183 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
184 will take care of pulling in the other files when they are
185 needed.
187 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
188 this package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
189 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
190 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
191 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
192 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
193 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
194 @samp{cl-} prefix, e.g., @code{incf} in this example.  There are a few
195 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
196 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
197 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
198 suffix, e.g., @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
199 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
200 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
201 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
202 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
203 @xref{Obsolete Features}.
204 @c There is also cl-mapc, which was called cl-mapc even before cl-lib.el.
205 @c But not autoloaded, so maybe not much used?
207 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
208 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
209 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
210 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
211 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
212 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
214 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
215 routines from the older Quiroz @file{cl.el} package that are not otherwise
216 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
217 used in new code.
219 @node Naming Conventions
220 @section Naming Conventions
222 @noindent
223 Except where noted, all functions defined by this package have the
224 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
225 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
227 Internal function and variable names in the package are prefixed
228 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
229 @code{cl-} that were @emph{not} taken from Common Lisp:
231 @example
232 cl-callf           cl-callf2          cl-defsubst
233 cl-letf            cl-letf*
234 @end example
236 @c This is not uninteresting I suppose, but is of zero practical relevance
237 @c to the user, and seems like a hostage to changing implementation details.
238 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
239 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
241 @example
242 cl-evenp           cl-oddp            cl-minusp
243 cl-plusp           cl-endp            cl-subst
244 cl-copy-list       cl-list*           cl-ldiff
245 cl-rest            cl-decf [1]        cl-incf [1]
246 cl-acons           cl-adjoin [2]      cl-pairlis
247 cl-pushnew [1,2]   cl-declaim         cl-proclaim
248 cl-caaar@dots{}cl-cddddr                  cl-first@dots{}cl-tenth
249 cl-mapcar [3]
250 @end example
252 @noindent
253 [1] Only when @var{place} is a plain variable name.
255 @noindent
256 [2] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
257 and @code{:key} is not used.
259 @noindent
260 [3] Only for one sequence argument or two list arguments.
262 @node Program Structure
263 @chapter Program Structure
265 @noindent
266 This section describes features of this package that have to
267 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
268 and the @code{cl-eval-when} construct.
270 @menu
271 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
272 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
273 @end menu
275 @node Argument Lists
276 @section Argument Lists
277 @cindex &key
278 @cindex &aux
280 @noindent
281 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
282 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
283 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
284 values for optional arguments, and it provides the additional markers
285 @code{&key} and @code{&aux}.
287 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
288 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
289 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
290 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
292 @defmac cl-defun name arglist body@dots{}
293 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
294 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
295 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
296 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
297 @end defmac
299 @defmac cl-iter-defun name arglist body@dots{}
300 This form is identical to the regular @code{iter-defun} form, except
301 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
302 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
303 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
304 @end defmac
306 @defmac cl-defsubst name arglist body@dots{}
307 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
308 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
309 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
310 This is analogous to the @code{defsubst} form;
311 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
312 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
313 @c For some examples,
314 @c see http://lists.gnu.org/archive/html/emacs-devel/2012-11/msg00009.html
315 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
316 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
317 etc., to be done at compile-time whenever possible.
318 @end defmac
320 @defmac cl-defmacro name arglist body@dots{}
321 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
322 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
323 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
324 described in Steele's book @cite{Common Lisp, the Language}.
325 The @code{&whole} keyword is supported only
326 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
327 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
328 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
329 @var{name}.
330 @end defmac
332 @defmac cl-function symbol-or-lambda
333 This is identical to the regular @code{function} form,
334 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
335 form may use a full Common Lisp argument list.
336 @end defmac
338 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
339 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
340 full Common Lisp argument lists.
342 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
343 order to have access to most CL features in your function.
344 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
345 difference from @code{defun} is its more flexible argument
346 lists and its implicit block.
348 The full form of a Common Lisp argument list is
350 @example
351 (@var{var}@dots{}
352  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})@dots{}
353  &rest @var{var}
354  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})@dots{}
355  &aux (@var{var} @var{initform})@dots{})
356 @end example
358 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
359 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
360 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
362 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
363 These arguments must always be specified in a call to the function;
364 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
365 required arguments are concerned.
367 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
368 arguments may be specified in the function call; if they are not,
369 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
370 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
371 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
372 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
373 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
374 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
375 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
376 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
377 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
378 function to tell whether it was called with no argument, or with
379 the default value passed explicitly as an argument.
381 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
382 more arguments were passed to the function than are accounted for
383 by the required and optional arguments, those extra arguments are
384 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
385 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
386 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
387 macro contexts; this package accepts it all the time.
389 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
390 are optional arguments which are specified by name rather than
391 positionally in the argument list.  For example,
393 @example
394 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
395 @end example
397 @noindent
398 defines a function which may be called with one, two, or more
399 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
400 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
401 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
402 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
403 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
404 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
405 @code{t}.)
407 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
408 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
409 appears more than once in the function call, the first occurrence
410 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
411 to specify keyword arguments without specifying the optional
412 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
413 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
414 @code{2} is not a valid keyword.
416 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
417 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
419 @example
420 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
421 @end example
423 @noindent
425 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
426 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
427 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
428 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
429 function call, like this:
431 @example
432 (bar :a 10 'baz 42)
433 @end example
435 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
436 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
437 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
438 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
439 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
440 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
441 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
442 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
443 in the call.  For example:
445 @example
446 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
447   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
448       (if need (error "Thing not found"))))
449 @end example
451 @noindent
452 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
453 accepts other keyword arguments which are passed on to the
454 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
455 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
456 about each others' keywords in the arguments.
458 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
459 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
460 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
461 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
462 difference between the following two functions, except for a
463 matter of stylistic taste:
465 @example
466 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
467   @var{body})
469 (cl-defun foo (a b)
470   (let ((c (+ a b)) d)
471     @var{body}))
472 @end example
474 @cindex destructuring, in argument list
475 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
476 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
477 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
478 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
479 example) can be replaced by a list of variables, or more generally,
480 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
481 be a list whose elements match this recursive argument list.
482 For example:
484 @example
485 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
486                    &rest body)
487   @dots{})
488 @end example
490 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
491 of two or three items; if there are other arguments as well as this
492 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
493 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
494 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
495 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
496 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
497 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
498 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
499 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
500 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
501 support this usage.)
503 One last feature of destructuring is that the argument list may be
504 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
505 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
507 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
508 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
509 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
510 argument lists are rigorously checked.
512 @node Time of Evaluation
513 @section Time of Evaluation
515 @noindent
516 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
517 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
518 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
519 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
520 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
521 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
522 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
523 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
524 macros that are defined.
526 @defmac cl-eval-when (situations@dots{}) forms@dots{}
527 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
528 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
529 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
530 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
531 and @code{:execute}).
533 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
534 whether or not it is being compiled as a top-level form.
535 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
536 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
537 or buffers of code, and it appears either literally at the
538 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
540 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
541 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
542 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
543 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
545 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
546 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
547 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
548 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
549 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
550 (ignoring the body @var{forms}) if not.
552 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
553 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
554 some gruesome examples).
556 Some simple examples:
558 @example
559 ;; Top-level forms in foo.el:
560 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
561 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
562 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
563 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
564 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
565 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
566 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
567 @end example
569 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
570 the compilation itself:
572 @example
573 foo1  foo3  foo5  foo7      ; 'compile'
574 @end example
576 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
578 @example
579 foo2  foo3  foo6  foo7      ; 'load'
580 @end example
582 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
583 be set:
585 @example
586 foo4  foo5  foo6  foo7      ; 'eval'
587 @end example
589 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
590 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
591 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
593 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
594 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
595 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
596 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
597 (compile load eval) @dots{})}.
598 @end defmac
600 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
601 @xref{Eval During Compile,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
602 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
603 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
605 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
606 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})}.
608 @defmac eval-when-compile forms@dots{}
609 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
610 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
611 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
612 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
613 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
614 or other reasons.
616 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
617 @end defmac
619 @defmac cl-load-time-value form
620 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
621 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
623 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
624 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
625 and gave it more well-defined semantics.
627 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
628 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
629 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
630 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
631 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
632 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
633 act exactly like @code{progn}.
635 @example
636 (defun report ()
637   (insert "This function was executed on: "
638           (current-time-string)
639           ", compiled on: "
640           (eval-when-compile (current-time-string))
641           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
642           ", and loaded on: "
643           (cl-load-time-value (current-time-string))))
644 @end example
646 @noindent
647 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
648 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
650 @example
651 (setq --temp-- (current-time-string))
652 (defun report ()
653   (insert "This function was executed on: "
654           (current-time-string)
655           ", compiled on: "
656           '"Wed Oct 31 16:32:28 2012"
657           ", and loaded on: "
658           --temp--))
659 @end example
660 @end defmac
662 @node Predicates
663 @chapter Predicates
665 @noindent
666 This section describes functions for testing whether various
667 facts are true or false.
669 @menu
670 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
671 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
672 @end menu
674 @node Type Predicates
675 @section Type Predicates
677 @defun cl-typep object type
678 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
679 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
680 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
681 @end defun
683 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
684 or a list beginning with a symbol.
686 @itemize @bullet
687 @item
688 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
689 symbol name to form the name of a predicate function for testing
690 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
691 than @samp{-p} are used when appropriate.)
693 @item
694 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
695 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
696 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
697 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
699 @item
700 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
701 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
702 @code{(null @var{object})}.
704 @item
705 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
706 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
707 @code{(atom @var{object})}.
709 @item
710 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
711 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
713 @item
714 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
715 integers in the range from 0 to 255.
717 @item
718 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
719 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
720 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
721 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
722 is thus equivalent to @code{integer}.
724 @item
725 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
726 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
727 range.
729 @item
730 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
731 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
732 represents all objects that are integers or non-negative floats.
734 @item
735 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
736 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
737 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
738 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
740 @item
741 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
742 all objects for which @var{predicate} returns true when called
743 with that object as an argument.
744 @end itemize
746 The following function and macro (not technically predicates) are
747 related to @code{cl-typep}.
749 @defun cl-coerce object type
750 This function attempts to convert @var{object} to the specified
751 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
752 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
753 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
754 (@code{string}, @code{list}, etc.)@: then @var{object} will be
755 converted to that type if possible.  If @var{type} is
756 @code{character}, then strings of length one and symbols with
757 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
758 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
759 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
760 error.
761 @end defun
763 @defmac cl-deftype name arglist forms@dots{}
764 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
765 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
766 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
767 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
768 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
769 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}
770 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
771 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
772 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
773 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
774 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
775 default.  Some examples:
777 @example
778 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
779 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
780 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
781   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
782 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
783 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
784 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
785 @end example
787 @noindent
788 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
789 type specifier could be implemented if desired; this package does
790 not implement @code{unsigned-byte} by default.
791 @end defmac
793 The @code{cl-typecase} (@pxref{Conditionals}) and @code{cl-check-type}
794 (@pxref{Assertions}) macros also use type names.  The @code{cl-map},
795 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
796 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
798 @node Equality Predicates
799 @section Equality Predicates
801 @noindent
802 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
804 @defun cl-equalp a b
805 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
806 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
807 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
808 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
809 objects are compared as if by @code{equal}.
811 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
812 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
813 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
814 in this package since Emacs does not distinguish between integers
815 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
816 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
817 not compare strings against vectors of integers.
818 @end defun
820 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
821 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
822 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
823 The functions @code{cl-member} and @code{cl-assoc} use @code{eql},
824 as in Common Lisp.  The standard Emacs Lisp functions @code{memq} and
825 @code{assq} use @code{eq}, and the standard @code{memql} uses @code{eql}.
827 @node Control Structure
828 @chapter Control Structure
830 @noindent
831 The features described in the following sections implement
832 various advanced control structures, including extensions to the
833 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
834 constructs.
836 @menu
837 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
838 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
839 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{cl-flet}, @code{cl-macrolet}.
840 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
841 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
842 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
843 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{loop} macro.
844 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
845 @end menu
847 @node Assignment
848 @section Assignment
850 @noindent
851 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
852 assignments are done in parallel rather than sequentially.
854 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
855 This special form (actually a macro) is used to assign to several
856 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
857 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
858 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
859 and then stores the corresponding variables afterwards.
861 @example
862 (setq x 2 y 3)
863 (setq x (+ x y)  y (* x y))
865      @result{} 5
866 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
867      @result{} 15
868 (setq x 2 y 3)
869 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
871      @result{} 5
872 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
873      @result{} 6
874 @end example
876 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
877 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
878 provides an even more convenient way to swap two variables;
879 @pxref{Modify Macros}.)
881 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
882 @end defmac
884 @node Generalized Variables
885 @section Generalized Variables
887 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
888 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
889 form is a regular Lisp variable.  But the @sc{car}s and @sc{cdr}s of lists,
890 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
891 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
892 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
893 This package provides several additional features related to
894 generalized variables.
896 @menu
897 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
898 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{cl-letf}, @code{cl-callf}, etc.
899 @end menu
901 @node Setf Extensions
902 @subsection Setf Extensions
904 Several standard (e.g., @code{car}) and Emacs-specific
905 (e.g., @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
906 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
908 @itemize
909 @item
910 Functions from this package:
911 @example
912 cl-rest        cl-subseq      cl-get         cl-getf
913 cl-caaar@dots{}cl-cddddr          cl-first@dots{}cl-tenth
914 @end example
916 @noindent
917 Note that for @code{cl-getf} (as for @code{nthcdr}), the list argument
918 of the function must itself be a valid @var{place} form.
920 @item
921 General Emacs Lisp functions:
922 @example
923 buffer-file-name                   getenv
924 buffer-modified-p                  global-key-binding
925 buffer-name                        local-key-binding
926 buffer-string                      mark
927 buffer-substring                   mark-marker
928 current-buffer                     marker-position
929 current-case-table                 mouse-position
930 current-column                     point
931 current-global-map                 point-marker
932 current-input-mode                 point-max
933 current-local-map                  point-min
934 current-window-configuration       read-mouse-position
935 default-file-modes                 screen-height
936 documentation-property             screen-width
937 face-background                    selected-window
938 face-background-pixmap             selected-screen
939 face-font                          selected-frame
940 face-foreground                    standard-case-table
941 face-underline-p                   syntax-table
942 file-modes                         visited-file-modtime
943 frame-height                       window-height
944 frame-parameters                   window-width
945 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
946 frame-width                        x-get-selection
947 get-register
948 @end example
950 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
951 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
952 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
953 sequences of code when they are used with @code{setf}
954 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
956 @item
957 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
958 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
959 current value is a string, and where the value stored is also a
960 string.  The new string is spliced into the specified part of the
961 destination string.  For example:
963 @example
964 (setq a (list "hello" "world"))
965      @result{} ("hello" "world")
966 (cadr a)
967      @result{} "world"
968 (substring (cadr a) 2 4)
969      @result{} "rl"
970 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
971      @result{} "o"
972 (cadr a)
973      @result{} "wood"
975      @result{} ("hello" "wood")
976 @end example
978 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
979 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
981 @c FIXME?  Also 'eq'? (see cl-lib.el)
983 @c Currently commented out in cl.el.
984 @ignore
985 @item
986 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
987 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
988 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
989 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
990 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
991 only interesting when used with places you define yourself with
992 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
993 @xref{Obsolete Setf Customization}.
994 @end ignore
996 @c FIXME?  Is this still true?
997 @item
998 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
999 is applied to the resulting form.
1000 @end itemize
1002 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
1003 @c Contrast with the cl-incf example later on.
1004 @c Here it really only serves as a contrast to wrong-order.
1005 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1006 the proper left-to-right order; for example,
1008 @example
1009 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
1010 @end example
1012 @noindent
1013 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
1014 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1015 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1016 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1017 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1018 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1019 order.)
1021 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1022 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1023 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1025 @example
1026 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1027 @end example
1029 @noindent
1030 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1031 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1032 to @code{wrong-order}.
1034 @node Modify Macros
1035 @subsection Modify Macros
1037 @noindent
1038 This package defines a number of macros that operate on generalized
1039 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1040 is just a variable name.
1042 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1043 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1044 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1045 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1046 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1047 all the assignments are done (in an undefined order).
1048 @end defmac
1050 @defmac cl-incf place &optional x
1051 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1052 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1053 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1054 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1056 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1057 of evaluation.  For example,
1059 @example
1060 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1061 @end example
1063 @noindent
1064 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1065 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1066 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1067 ``obvious'' expansion,
1069 @example
1070 (setf (aref vec (cl-incf i))
1071       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1072 @end example
1074 @noindent
1075 but rather to something more like
1077 @example
1078 (let ((temp (cl-incf i)))
1079   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1080 @end example
1082 @noindent
1083 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1084 the other generalized-variable macros.
1086 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1087 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1088 @code{(forward-char @var{n})}.
1089 @end defmac
1091 @defmac cl-decf place &optional x
1092 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1093 by @var{x} if specified.
1094 @end defmac
1096 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1097 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1098 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1099 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1100 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1101 @xref{Lists as Sets}.
1102 @end defmac
1104 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1105 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1106 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1107 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1108 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1109 @var{d})} is equivalent to
1111 @example
1112 (prog1
1113     @var{a}
1114   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1115             @var{b} @var{c}
1116             @var{c} @var{d}))
1117 @end example
1119 @noindent
1120 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1121 evaluated only once each and in the apparent order.
1122 @end defmac
1124 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1125 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1126 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1128 @example
1129 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1130           @var{b} @var{c}
1131           @var{c} @var{d}
1132           @var{d} @var{a})
1133 @end example
1135 @noindent
1136 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1137 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1138 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1139 @end defmac
1141 The following macros were invented for this package; they have no
1142 analogues in Common Lisp.
1144 @defmac cl-letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1145 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1146 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1147 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1148 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1149 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1150 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1151 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1152 error.
1154 For example,
1156 @example
1157 (cl-letf (((point) (point-min))
1158           (a 17))
1159      @dots{})
1160 @end example
1162 @noindent
1163 moves point in the current buffer to the beginning of the buffer,
1164 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1165 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1166 is set back to its original value and point is moved back to its
1167 original position.
1169 Note that @code{cl-letf} on @code{(point)} is not quite like a
1170 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1171 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1172 a @code{cl-letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1173 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1174 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1175 marker as the stored value.)
1177 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1178 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1179 be ambiguous in @code{cl-letf} and is not allowed.
1181 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1182 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1183 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1184 on entry to the body, and the only effect of the @code{cl-letf} is
1185 to restore the original value of @var{place} afterwards.
1186 @c I suspect this may no longer be true; either way it's
1187 @c implementation detail and so not essential to document.
1188 @ignore
1189 (The redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1190 @var{place})} example does not actually occur.)
1191 @end ignore
1193 Note that in this case, and in fact almost every case, @var{place}
1194 must have a well-defined value outside the @code{cl-letf} body.
1195 There is essentially only one exception to this, which is @var{place}
1196 a plain variable with a specified @var{value} (such as @code{(a 17)}
1197 in the above example).
1198 @c See http://debbugs.gnu.org/12758
1199 @c Some or all of this was true for cl.el, but not for cl-lib.el.
1200 @ignore
1201 The only exceptions are plain variables and calls to
1202 @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.  If the symbol is not
1203 bound on entry, it is simply made unbound by @code{makunbound} or
1204 @code{fmakunbound} on exit.
1205 @end ignore
1206 @end defmac
1208 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1209 This macro is to @code{cl-letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1210 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1211 @end defmac
1213 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1214 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1215 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1216 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1217 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1218 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1219 Some more examples:
1221 @example
1222 (cl-callf abs my-number)
1223 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1224 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1225 @end example
1227 Note again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1228 @end defmac
1230 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1231 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1232 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1233 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1234 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1235 @end defmac
1237 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1238 blocks for other macros like @code{cl-incf}, and @code{cl-pushnew}.
1239 The @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} macros are used in the processing
1240 of symbol macros; @pxref{Macro Bindings}.
1243 @node Variable Bindings
1244 @section Variable Bindings
1246 @noindent
1247 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1248 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1250 @xref{Modify Macros}, for the @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} forms which
1251 are also related to variable bindings.
1253 @menu
1254 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1255 * Function Bindings::    @code{cl-flet} and @code{cl-labels}.
1256 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1257 @end menu
1259 @node Dynamic Bindings
1260 @subsection Dynamic Bindings
1262 @noindent
1263 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1264 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1265 bind variables whose names are computed at run-time.
1267 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1268 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1269 set of variables computed at run-time.  The expressions
1270 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1271 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1272 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1273 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1274 are bound to @code{nil}.
1275 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1276 are ignored.
1277 @end defmac
1279 @node Function Bindings
1280 @subsection Function Bindings
1282 @noindent
1283 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1284 of variables.
1286 @defmac cl-flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1287 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1288 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1289 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1290 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1291 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1292 accordingly but only within the body of the @code{cl-flet}, hiding any external
1293 definition if applicable.
1295 The bindings are lexical in scope.  This means that all references to
1296 the named functions must appear physically within the body of the
1297 @code{cl-flet} form.
1299 Functions defined by @code{cl-flet} may use the full Common Lisp
1300 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1301 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1302 @xref{Program Structure}.
1304 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1305 differently.  In particular, its binding is dynamic rather than
1306 lexical.  @xref{Obsolete Macros}.
1307 @end defmac
1309 @defmac cl-labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1310 The @code{cl-labels} form is like @code{cl-flet}, except that
1311 the function bindings can be recursive.  The scoping is lexical,
1312 but you can only capture functions in closures if
1313 @code{lexical-binding} is @code{t}.
1314 @xref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and
1315 @ref{Using Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
1317 Lexical scoping means that all references to the named
1318 functions must appear physically within the body of the
1319 @code{cl-labels} form.  References may appear both in the body
1320 @var{forms} of @code{cl-labels} itself, and in the bodies of
1321 the functions themselves.  Thus, @code{cl-labels} can define
1322 local recursive functions, or mutually-recursive sets of functions.
1324 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1325 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1326 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1328 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1329 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1330 @end defmac
1332 @node Macro Bindings
1333 @subsection Macro Bindings
1335 @noindent
1336 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1338 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1339 This form is analogous to @code{cl-flet}, but for macros instead of
1340 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1341 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1342 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1343 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1345 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is always lexically
1346 scoped.  The @code{cl-macrolet} binding will
1347 affect only calls that appear physically within the body
1348 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1349 body.
1350 @end defmac
1352 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1353 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1354 like variable references rather than function calls.  Each
1355 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1356 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1357 replaced by @var{expansion}.
1359 @example
1360 (setq bar '(5 . 9))
1361 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1362   (cl-incf foo))
1364      @result{} (6 . 9)
1365 @end example
1367 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1368 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1369 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1371 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1372 treated like a @code{cl-letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1373 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1374 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1375 such shadowing does not occur, even when @code{lexical-binding} is
1376 @c See http://debbugs.gnu.org/12119
1377 @code{t}.  (This behavior predates the addition of lexical binding to
1378 Emacs Lisp, and may change in future to respect @code{lexical-binding}.)
1379 At present in this package, only @code{lexical-let} and
1380 @code{lexical-let*} will shadow a symbol macro.  @xref{Obsolete
1381 Lexical Binding}.
1383 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1384 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1385 expansion of another macro:
1387 @example
1388 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1389   (let ((var (cl-gensym)))
1390     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1391           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1392                     (list (list x (list 'car var)))
1393                     body))))
1395 (setq mylist '(1 2 3 4))
1396 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1397 mylist
1398      @result{} (2 3 4 5)
1399 @end example
1401 @noindent
1402 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1403 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1404 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1405 shown here expands to
1407 @example
1408 (cl-loop for G1234 on mylist do
1409       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1410         (cl-incf x)))
1411 @end example
1413 @noindent
1414 which in turn expands to
1416 @example
1417 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1418 @end example
1420 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1421 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1422 works much like @code{my-dolist}.
1423 @end defmac
1425 @node Conditionals
1426 @section Conditionals
1428 @noindent
1429 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1430 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1432 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1433 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1434 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1435 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1436 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1437 of the form
1439 @example
1440 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1441 @end example
1443 @noindent
1444 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1445 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1446 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1447 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1448 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1449 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1450 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1451 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1452 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1453 enclose the symbol in a list.)
1455 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1456 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1457 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1459 @example
1460 (cl-case (read-char)
1461   (?a (do-a-thing))
1462   (?b (do-b-thing))
1463   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1464   (t (do-other-thing)))
1465 @end example
1466 @end defmac
1468 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1469 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1470 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1471 simply returning @code{nil}.
1472 @end defmac
1474 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1475 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1476 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1477 @samp{(@var{type} @var{body}@dots{})}.  @xref{Type Predicates},
1478 for a description of type specifiers.  For example,
1480 @example
1481 (cl-typecase x
1482   (integer (munch-integer x))
1483   (float (munch-float x))
1484   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1485   (t (munch-anything x)))
1486 @end example
1488 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1489 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1490 several types, use an @code{(or @dots{})} type specifier.
1491 @end defmac
1493 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1494 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1495 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1496 simply returning @code{nil}.
1497 @end defmac
1499 @node Blocks and Exits
1500 @section Blocks and Exits
1501 @cindex block
1503 @noindent
1504 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1505 similar to @code{catch} and @code{throw}, with lexical scoping.
1506 This package actually implements @code{cl-block}
1507 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1508 byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1509 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1511 @defmac cl-block name forms@dots{}
1512 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1513 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1514 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1515 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1516 a @code{cl-return-from} occurs.
1518 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1519 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1520 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1521 (such as quoted symbols) that evaluate to a tag at run-time; and
1522 also that blocks are always lexically scoped.
1523 In a dynamically scoped @code{catch}, functions called from the
1524 @code{catch} body can also @code{throw} to the @code{catch}.  This
1525 is not an option for @code{cl-block}, where
1526 the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1527 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1528 They may not appear within other called functions, although they may
1529 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1530 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1532 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1533 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1534 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1535 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1536 forms, which do create the implicit block.
1538 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1539 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1540 just as in Common Lisp.
1542 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp's @code{catch}
1543 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1544 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1545 the byte compiler will optimize away the @code{catch}
1546 if the block does
1547 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1548 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1549 functions that don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1550 support it.
1551 @end defmac
1553 @defmac cl-return-from name [result]
1554 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1555 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1556 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1557 Otherwise, @code{nil} is returned.
1558 @end defmac
1560 @defmac cl-return [result]
1561 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1562 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1563 themselves in @code{nil} blocks.
1564 @end defmac
1566 @c FIXME?  Maybe this should be in a separate section?
1567 @defmac cl-tagbody &rest labels-or-statements
1568 This macro executes statements while allowing for control transfer to
1569 user-defined labels.  Each element of @var{labels-or-statements} can
1570 be either a label (an integer or a symbol), or a cons-cell
1571 (a statement).  This distinction is made before macroexpansion.
1572 Statements are executed in sequence, discarding any return value.
1573 Any statement can transfer control at any time to the statements that follow
1574 one of the labels with the special form @code{(go @var{label})}.
1575 Labels have lexical scope and dynamic extent.
1576 @end defmac
1579 @node Iteration
1580 @section Iteration
1582 @noindent
1583 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1584 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic loop forms
1585 (@pxref{Iteration,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
1587 @defmac cl-loop forms@dots{}
1588 This package supports both the simple, old-style meaning of
1589 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1590 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1591 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1592 The simple form of @code{loop} is described here.
1594 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1595 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1596 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1597 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1599 @example
1600 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1601 @end example
1603 @noindent
1604 is exactly equivalent to
1606 @example
1607 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1608 @end example
1610 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1611 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1612 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1613 in the above notation would simply access and throw away the
1614 value of a variable.)
1615 @end defmac
1617 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1618 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1619 of the form
1621 @example
1622 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1623 @end example
1625 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1626 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1627 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1628 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1629 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1630 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1631 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1632 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1633 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1635 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1636 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1637 loop at any time.
1639 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1640 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1641 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1642 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1643 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1644 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1645 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1646 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1647 @code{let}.
1649 This example (from Steele) illustrates a loop that applies the
1650 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1651 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1652 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1653 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1654 the rest of the loop.
1656 @example
1657 (cl-do ((x foo (cdr x))
1658         (y bar (cdr y))
1659         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1660      ((or (null x) (null y))
1661       (nreverse z)))
1662 @end example
1663 @end defmac
1665 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1666 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1667 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1668 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1669 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1671 Here is another way to write the above loop:
1673 @example
1674 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1675          (yp bar (cdr yp))
1676          (x (car xp) (car xp))
1677          (y (car yp) (car yp))
1678          z)
1679   ((or (null xp) (null yp))
1680    (nreverse z))
1681   (push (f x y) z))
1682 @end example
1683 @end defmac
1685 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1686 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dolist},
1687 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1688 @end defmac
1690 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1691 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dotimes},
1692 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1693 The body is executed with @var{var} bound to the integers
1694 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1695 @c FIXME lispref does not state this part explicitly, could move this there.
1696 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1697 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1698 to get the return value for the loop form.
1699 @end defmac
1701 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1702 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1703 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1704 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1705 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1706 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1707 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1708 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1709 @end defmac
1711 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1712 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1713 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1714 @end defmac
1716 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1717 iterating over vectors or lists.
1719 @node Loop Facility
1720 @section Loop Facility
1722 @noindent
1723 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs was
1724 that they were either too simple and limited, such as @code{dotimes}
1725 or @code{while}, or too unreadable and obscure, like Common Lisp's
1726 @code{do} loop.
1728 To remedy this, Common Lisp added a construct called the ``Loop
1729 Facility'' or ``@code{loop} macro'', with an easy-to-use but very
1730 powerful and expressive syntax.
1732 @menu
1733 * Loop Basics::           The @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1734 * Loop Examples::         Working examples of the @code{cl-loop} macro.
1735 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1736 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1737 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1738 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1739 @end menu
1741 @node Loop Basics
1742 @subsection Loop Basics
1744 @noindent
1745 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1746 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1747 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1748 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1750 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1751 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1752 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1754 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1755 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1756 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1757 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1758 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1759 specify initializations, such as the binding of temporary
1760 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1761 and final cleanup.
1763 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1764 loop:
1766 @example
1767 (loop @var{name-clause}
1768       @var{var-clauses}@dots{}
1769       @var{action-clauses}@dots{})
1770 @end example
1772 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1773 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1774 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1775 variables should be bound during the loop, and how they should
1776 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1777 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1778 as computing, collecting, and returning values.
1780 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1781 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1782 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1783 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1784 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1786 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1787 them to return a value by using an accumulation clause like
1788 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1789 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1790 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1791 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1792 break out of the loop.)
1793 @end defmac
1795 The following sections give some examples of the loop macro in
1796 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1797 Consult the second edition of Steele for additional discussion
1798 and examples.
1800 @node Loop Examples
1801 @subsection Loop Examples
1803 @noindent
1804 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1805 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1806 language.
1808 @example
1809 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1810          collect (buffer-file-name buf))
1811 @end example
1813 @noindent
1814 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1815 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1816 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1817 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
1818 The result is a list of the file names of all the buffers in
1819 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
1820 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
1822 @example
1823 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
1824 @end example
1826 @noindent
1827 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
1828 current buffer.
1830 @example
1831 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
1832 @end example
1834 @noindent
1835 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
1836 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
1837 the loop exits immediately.
1839 @example
1840 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
1841 @end example
1843 @noindent
1844 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
1845 is always called at least once.
1847 @example
1848 (cl-loop for x from 1 to 100
1849          for y = (* x x)
1850          until (>= y 729)
1851          finally return (list x (= y 729)))
1852 @end example
1854 @noindent
1855 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
1856 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
1857 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
1858 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
1859 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
1860 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
1861 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
1862 clause gives a condition for terminating the loop, and the
1863 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
1864 (This particular example was written less concisely than it
1865 could have been, just for the sake of illustration.)
1867 Note that even though this loop contains three clauses (two
1868 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
1869 define loops all by themselves, it still creates a single loop
1870 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
1871 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
1873 @node For Clauses
1874 @subsection For Clauses
1876 @noindent
1877 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
1878 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
1879 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
1880 and usually an end condition based on those variables.
1882 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
1883 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
1884 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
1885 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
1886 the type of iteration; in this package both @code{being} and
1887 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
1888 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
1889 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
1890 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
1891 is purely a matter of style.
1893 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
1895 @example
1896 (setq i 'happy)
1897 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
1899      @result{} happy
1900 @end example
1902 @table @code
1903 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
1904 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
1905 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
1906 term so that the clause is marked as a counting clause.
1908 The three expressions are the starting value, the ending value, and
1909 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
1910 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
1911 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
1912 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
1913 counts forever without stopping (unless stopped by some other
1914 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
1915 counts in steps of one.
1917 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
1918 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
1919 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
1920 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
1921 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
1922 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
1923 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
1924 that they are exclusive rather than inclusive limits:
1926 @example
1927 (cl-loop for x to 10 collect x)
1928         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
1929 (cl-loop for x below 10 collect x)
1930         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
1931 @end example
1933 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
1934 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
1935 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
1936 itself.
1938 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
1939 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
1940 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
1941 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
1942 function taking one argument.  For example:
1944 @example
1945 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
1946         @result{} (1 4 9 16 25 36)
1947 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
1948         @result{} (1 9 25)
1949 @end example
1951 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
1952 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
1954 @example
1955 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
1956         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
1957 @end example
1959 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
1960 must be a list.  For example:
1962 @example
1963 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
1964 @end example
1966 @noindent
1967 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
1968 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
1969 @var{x} was the last animal in the sequence.
1971 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
1972 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
1973 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
1974 rather than just a temporary variable.  For example,
1976 @example
1977 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
1978 @end example
1980 @noindent
1981 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
1982 is an extension to standard Common Lisp.
1984 @item for @var{var} across @var{array}
1985 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
1986 which may be a vector or a string.
1988 @example
1989 (cl-loop for x across "aeiou"
1990          do (use-vowel (char-to-string x)))
1991 @end example
1993 @item for @var{var} across-ref @var{array}
1994 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
1995 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
1997 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
1998 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
1999 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2000 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2001 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2002 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2003 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2005 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2006 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence @dots{})}
2007 term of the older macros is not supported.
2009 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2010 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2011 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2013 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2014 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2015 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2016 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2017 an unspecified order.
2019 As an example,
2021 @example
2022 (cl-loop for sym being the symbols
2023          when (fboundp sym)
2024          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2025          collect sym)
2026 @end example
2028 @noindent
2029 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2031 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2032 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2034 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2035 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2036 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2037 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2038 one of these types of clauses with other clauses like @code{for @dots{} to}
2039 or @code{while}.
2041 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2042 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2043 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2044 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2045 a second variable to the opposite part.
2047 @example
2048 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2049                using (hash-values v)
2050          do
2051          (message "key %S -> value %S" k v))
2052 @end example
2054 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2055 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2056 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2057 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2058 (parent) keymaps.
2059 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2060 together.
2062 @example
2063 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2064                using (key-bindings b)
2065          do
2066          (message "key %S -> binding %S" c b))
2067 @end example
2070 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2071 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2072 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2073 vectors.  The strings or vectors
2074 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2075 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings @dots{})}
2076 clause to get the command bindings as well.
2078 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2079 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2080 (the clause @code{extents} is synonymous
2081 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2082 buffer is used.
2083 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2084 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2085 overlap the specified region.
2087 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2088 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2089 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2090 of start and end positions, where one start position is always equal
2091 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2092 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2093 term restricts the search to just the specified property.  The
2094 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2096 @item for @var{var} being the frames
2097 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2098 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2099 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2101 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2102 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2103 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2104 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2105 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2106 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2107 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2108 @code{walk-windows} instead.
2110 @item for @var{var} being the buffers
2111 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2112 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2114 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2115 This clause does a general iteration.  The first time through
2116 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2117 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2118 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2119 these two loops are effectively the same:
2121 @example
2122 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do @dots{})
2123 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do @dots{})
2124 @end example
2126 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2127 of terminating condition; the above example combines it with a
2128 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2130 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2131 the initial setting and for successive settings:
2133 @example
2134 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2135 @end example
2137 @noindent
2138 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2139 function until it gets a positive one, which it then returns.
2140 @end table
2142 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2143 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2144 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2145 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2146 and @code{cl-psetq}).
2148 @example
2149 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2150         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2151 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2152         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2153 @end example
2155 @noindent
2156 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2157 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2158 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2159 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2160 through the loop.
2162 @cindex destructuring, in cl-loop
2163 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @emph{destructuring},
2164 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}
2165 (@pxref{Argument Lists}).
2166 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2167 of variables instead of a single variable.  The values produced
2168 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2169 stored in the corresponding variables.
2171 @example
2172 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2173         @result{} (5 9 13)
2174 @end example
2176 In loop destructuring, if there are more values than variables
2177 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2178 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2179 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2180 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2181 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2182 to process an alist
2184 @example
2185 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2186          collect value)
2187         @result{} (1 2)
2188 @end example
2190 @node Iteration Clauses
2191 @subsection Iteration Clauses
2193 @noindent
2194 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2195 that control the way the loop operates.  They might be used by
2196 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2198 @table @code
2199 @item repeat @var{integer}
2200 This clause simply counts up to the specified number using an
2201 internal temporary variable.  The loops
2203 @example
2204 (cl-loop repeat (1+ n) do @dots{})
2205 (cl-loop for temp to n do @dots{})
2206 @end example
2208 @noindent
2209 are identical except that the second one forces you to choose
2210 a name for a variable you aren't actually going to use.
2212 @item while @var{condition}
2213 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2214 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2215 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2216 that surrounds the second one:
2218 @example
2219 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2220 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2221 @end example
2223 @item until @var{condition}
2224 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2225 i.e., non-@code{nil}.
2227 @item always @var{condition}
2228 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2229 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2230 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2231 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2233 @example
2234 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2235     (some-big-sizes)
2236   (no-big-sizes))
2237 @end example
2239 @item never @var{condition}
2240 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2241 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2243 @item thereis @var{condition}
2244 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2245 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2246 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2248 @item iter-by @var{iterator}
2249 This clause iterates over the values from the specified form, an
2250 iterator object.  See (@pxref{Generators,,,elisp,GNU Emacs Lisp
2251 Reference Manual}).
2252 @end table
2254 @node Accumulation Clauses
2255 @subsection Accumulation Clauses
2257 @noindent
2258 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2259 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2260 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2262 @table @code
2263 @item collect @var{form}
2264 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2265 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2267 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2268 likewise for the other accumulation clauses.
2270 @item append @var{form}
2271 This clause collects lists of values into a result list using
2272 @code{append}.
2274 @item nconc @var{form}
2275 This clause collects lists of values into a result list by
2276 destructively modifying the lists rather than copying them.
2278 @item concat @var{form}
2279 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2280 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2281 standard Common Lisp.)
2283 @item vconcat @var{form}
2284 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2285 into a vector.
2287 @item count @var{form}
2288 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2289 evaluates to a non-@code{nil} value.
2291 @item sum @var{form}
2292 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2293 @var{form}, which must evaluate to a number.
2295 @item maximize @var{form}
2296 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2297 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2298 @code{maximize} is executed zero times.
2300 @item minimize @var{form}
2301 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2302 @end table
2304 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2305 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2306 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2307 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2308 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2309 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2310 the accumulated result.
2312 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2313 accumulate into the same place.  From Steele:
2315 @example
2316 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2317          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2318          collect name
2319          append kids)
2320         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2321 @end example
2323 @node Other Clauses
2324 @subsection Other Clauses
2326 @noindent
2327 This section describes the remaining loop clauses.
2329 @table @code
2330 @item with @var{var} = @var{value}
2331 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2332 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2333 loops are basically equivalent:
2335 @example
2336 (cl-loop with x = 17 do @dots{})
2337 (let ((x 17)) (cl-loop do @dots{}))
2338 (cl-loop for x = 17 then x do @dots{})
2339 @end example
2341 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2342 in the rest of the loop.  For example:
2344 @example
2345 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2346          finally return res)
2347 @end example
2349 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2350 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2351 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2352 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2353 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2354 front of @code{res} rather than the end.
2356 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2357 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2358 unnecessary.)
2360 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2361 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2362 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2363 @code{let} instead.
2365 @item if @var{condition} @var{clause}
2366 This clause executes the following loop clause only if the specified
2367 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2368 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2369 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2370 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2371 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2372 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2373 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2375 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2376 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2378 @example
2379 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2380      @result{} (6 13 -1)
2381 (cl-loop for x below 10
2382          if (cl-oddp x)
2383            collect x into odds
2384            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2385          else
2386            collect x into evens
2387          finally return (vector odds evens))
2388         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2389 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2390      @result{} (6 7 13 -1)
2391 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2392         @result{} (13 -1)
2393 @end example
2395 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2396 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2397 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2398 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2399 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2400 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2401 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2402 returns early; the actual returned value is based on the result
2403 of the @code{memq} call.
2405 @item when @var{condition} @var{clause}
2406 This clause is just a synonym for @code{if}.
2408 @item unless @var{condition} @var{clause}
2409 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2410 sense of the condition is reversed.
2412 @item named @var{name}
2413 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2414 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2415 used as the block name.
2417 @item initially [do] @var{forms}@dots{}
2418 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2419 executed before the loop itself begins (but after any variables
2420 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2421 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2422 if there are several, they are executed in the order they appear
2423 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2425 @item finally [do] @var{forms}@dots{}
2426 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2427 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2428 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2429 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2430 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2432 @item finally return @var{form}
2433 This says that @var{form} should be executed after the loop
2434 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2435 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2436 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2437 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2438 is executed.
2440 @item do @var{forms}@dots{}
2441 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2442 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2443 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2444 @code{do}.
2446 @item return @var{form}
2447 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2448 Lisp form is evaluated to give the return value of the loop
2449 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2450 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2451 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2452 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2454 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2455 @samp{do (cl-return @var{form})} (or @code{cl-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 that
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 that 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{cl-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 @cindex compiler macros
2533 @cindex define compiler macros
2534 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2535 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2536 optimizations for your functions.
2538 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2539 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2540 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2541 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2542 @code{macroexpand} function.
2544 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2545 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2546 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2547 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2548 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2549 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2550 function, leaving complicated cases alone.
2552 For example, here is a simplified version of a definition that
2553 appears as a standard part of this package:
2555 @example
2556 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2557      (if (and (null keys)
2558               (eq (car-safe a) 'quote)
2559               (not (floatp (cadr a))))
2560          (list 'memq a list)
2561        form))
2562 @end example
2564 @noindent
2565 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2566 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2567 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2568 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2569 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2570 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2571 common @code{:test} predicates.)
2572 @end defmac
2574 @defun cl-compiler-macroexpand form
2575 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2576 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2577 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2578 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2579 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2580 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2581 for which no further expansion is possible.
2582 @end defun
2584 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2585 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2586 definitions.
2588 @node Declarations
2589 @chapter Declarations
2591 @noindent
2592 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2593 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2594 about the types of data that will be stored in particular variables,
2595 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2596 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2597 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
2598 and @code{the}.
2600 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in Emacs
2601 Lisp.  For example, the byte-code system provides little
2602 opportunity to benefit from type information.
2603 @ignore
2604 and @code{special} declarations are redundant in a fully
2605 dynamically-scoped Lisp.
2606 @end ignore
2607 A few declarations are meaningful when byte compiler optimizations
2608 are enabled, as they are by the default.  Otherwise these
2609 declarations will effectively be ignored.
2611 @defun cl-proclaim decl-spec
2612 This function records a ``global'' declaration specified by
2613 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2614 is evaluated and thus should normally be quoted.
2615 @end defun
2617 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2618 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2619 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2620 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts @code{(cl-eval-when
2621 (compile load eval) @dots{})} around the declarations so that they will
2622 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2623 since normally the declarations are meant to influence the way the
2624 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2625 form.)
2626 @end defmac
2628 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2629 This macro is used to make declarations within functions and other
2630 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2631 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2632 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2633 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2634 is @code{special}.
2635 @end defmac
2637 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2638 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2639 @end defmac
2641 @defmac cl-the type form
2642 @code{cl-the} returns the value of @code{form}, first checking (if
2643 optimization settings permit) that it is of type @code{type}.  Future
2644 byte-compiler optimizations may also make use of this information to
2645 improve runtime efficiency.
2647 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2648 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2649 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2650 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2651 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2652 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2653 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2654 @end defmac
2656 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2657 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2658 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2659 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2660 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2661 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2662 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2664 @table @code
2665 @item special
2666 @c FIXME ?
2667 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2668 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2669 simply tell the byte compiler that the specified
2670 variables are intentionally being referred to without being
2671 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2672 warnings for such references, since they could be typographical
2673 errors for references to local variables.
2675 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2676 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})}.
2678 In top-level contexts, it is generally better to write
2679 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2680 since @code{defvar} makes your intentions clearer.
2682 @item inline
2683 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2684 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2685 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2686 the function @code{cl-acons} is declared @code{inline}
2687 by this package so that the form @code{(cl-acons @var{key} @var{value}
2688 @var{alist})} will
2689 expand directly into @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}
2690 when it is called in user functions, so as to save function calls.
2692 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2693 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2694 and declare it inline all at once.
2696 @example
2697 (cl-declaim (inline foo bar))
2698 (cl-eval-when (compile load eval)
2699   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2700 (defsubst foo (@dots{}) @dots{})       ; instead of defun
2701 @end example
2703 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2704 containing source file is done.  It is correct to use it to
2705 request that a function you have defined should be inlined,
2706 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2707 function.
2709 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
2710 before a particular call to a function to cause just that call to
2711 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2712 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2713 this package.
2715 @item notinline
2716 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2717 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2718 declaration.
2720 @item optimize
2721 This declaration controls how much optimization is performed by
2722 the compiler.
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, the @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2732 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2733 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2734 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2735 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2736 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2737 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2738 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2739 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2740 at run-time.)
2742 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2743 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2744 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2745 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2746 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2748 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2749 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2750 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
2751 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2752 current byte-compiler.  (The @code{cl-declare}
2753 will set the new optimization level, but that level will not
2754 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2756 @item warn
2757 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2758 by the byte compiler.  The word @code{warn} is followed by any
2759 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2760 qualities.  The currently supported warning types are
2761 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2762 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2763 disable these warnings and any higher value will enable them.
2764 See the documentation of the variable @code{byte-compile-warnings}
2765 for more details.
2766 @end table
2768 @node Symbols
2769 @chapter Symbols
2771 @noindent
2772 This package defines several symbol-related features that were
2773 missing from Emacs Lisp.
2775 @menu
2776 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2777 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2778 @end menu
2780 @node Property Lists
2781 @section Property Lists
2783 @noindent
2784 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2785 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2786 There are also functions for working with property lists as
2787 first-class data structures not attached to particular symbols.
2789 @defun cl-get symbol property &optional default
2790 This function is like @code{get}, except that if the property is
2791 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2792 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2793 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2794 Lisp's @code{get}.)
2796 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2797 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2798 @end defun
2800 @defun cl-remprop symbol property
2801 This function removes the entry for @var{property} from the property
2802 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2803 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2804 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2805 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2806 to distinguish between a missing property and a property whose value
2807 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2808 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2809 @end defun
2811 @defun cl-getf place property &optional default
2812 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2813 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2814 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2815 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2816 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2817 is given).
2819 In particular,
2821 @example
2822 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-getf (symbol-plist sym) prop)
2823 @end example
2825 It is valid to use @code{cl-getf} as a @code{setf} place, in which case
2826 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
2827 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
2828 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
2829 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
2830 pair onto the list if the property is not yet present.
2832 @example
2833 (put sym prop val) @equiv{} (setf (cl-getf (symbol-plist sym) prop) val)
2834 @end example
2836 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
2837 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
2839 @example
2840 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
2841 @end example
2843 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
2844 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
2846 When not used as a @code{setf} form, @code{cl-getf} is just a regular
2847 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
2848 expression.
2849 @end defun
2851 @defmac cl-remf place property
2852 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
2853 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
2854 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
2855 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
2856 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
2857 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
2858 out the property and value cells.
2859 @end defmac
2861 @node Creating Symbols
2862 @section Creating Symbols
2864 @noindent
2865 These functions create unique symbols, typically for use as
2866 temporary variables.
2868 @defun cl-gensym &optional x
2869 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
2870 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
2871 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
2872 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
2873 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
2874 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
2875 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
2876 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
2877 code.
2879 (Internally, the variable @code{cl--gensym-counter} holds the counter
2880 used to generate names.  It is initialized with zero and incremented
2881 after each use.)
2882 @end defun
2884 @defun cl-gentemp &optional x
2885 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
2886 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
2887 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
2888 again until a new symbol is generated.
2889 @end defun
2891 This package automatically creates all keywords that are called for by
2892 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
2893 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
2894 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
2895 provided.
2897 @node Numbers
2898 @chapter Numbers
2900 @noindent
2901 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
2902 that were left out of Emacs Lisp.
2904 @menu
2905 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, etc.
2906 * Numerical Functions::         @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, etc.
2907 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
2908 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}, etc.
2909 @end menu
2911 @node Predicates on Numbers
2912 @section Predicates on Numbers
2914 @noindent
2915 These functions return @code{t} if the specified condition is
2916 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
2918 @defun cl-plusp number
2919 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
2920 error if the argument is not a number.
2921 @end defun
2923 @defun cl-minusp number
2924 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
2925 error if the argument is not a number.
2926 @end defun
2928 @defun cl-oddp integer
2929 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
2930 error if the argument is not an integer.
2931 @end defun
2933 @defun cl-evenp integer
2934 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
2935 error if the argument is not an integer.
2936 @end defun
2938 @defun cl-digit-char-p char radix
2939 Test if @var{char} is a digit in the specified @var{radix} (default is
2940 10).  If true return the decimal value of digit @var{char} in
2941 @var{radix}.
2942 @end defun
2944 @node Numerical Functions
2945 @section Numerical Functions
2947 @noindent
2948 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
2950 @defun cl-gcd &rest integers
2951 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
2952 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2953 For zero arguments, it returns zero.
2954 @end defun
2956 @defun cl-lcm &rest integers
2957 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
2958 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2959 For zero arguments, it returns one.
2960 @end defun
2962 @defun cl-isqrt integer
2963 This function computes the ``integer square root'' of its integer
2964 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
2965 square root of the argument.
2966 @end defun
2968 @defun cl-floor number &optional divisor
2969 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
2970 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
2971 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
2972 first return value to yield the argument again.  If the argument
2973 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
2974 If the argument is a floating-point number, the first
2975 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
2976 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
2978 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
2979 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
2980 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
2981 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
2982 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
2983 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
2984 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
2985 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
2987 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
2988 function, except that it returns the two results in a list since
2989 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
2990 @end defun
2992 @defun cl-ceiling number &optional divisor
2993 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
2994 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
2995 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
2996 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
2997 @end defun
2999 @defun cl-truncate number &optional divisor
3000 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3001 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3002 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3003 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
3004 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
3005 the same sign as @var{number}.
3006 @end defun
3008 @defun cl-round number &optional divisor
3009 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3010 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3011 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3012 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3013 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3014 @end defun
3016 @defun cl-mod number divisor
3017 This function returns the same value as the second return value
3018 of @code{cl-floor}.
3019 @end defun
3021 @defun cl-rem number divisor
3022 This function returns the same value as the second return value
3023 of @code{cl-truncate}.
3024 @end defun
3026 @defun cl-parse-integer string &key start end radix junk-allowed
3027 This function implements the Common Lisp @code{parse-integer}
3028 function.  It parses an integer in the specified @var{radix} from the
3029 substring of @var{string} between @var{start} and @var{end}.  Any
3030 leading and trailing whitespace chars are ignored. It signals an error
3031 if the substring between @var{start} and @var{end} cannot be parsed as
3032 an integer unless @var{junk-allowed} is non-nil.
3033 @end defun
3035 @node Random Numbers
3036 @section Random Numbers
3038 @noindent
3039 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3040 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3041 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3042 @c FIXME?  Still true?
3043 random numbers than the simple generators supplied by many
3044 operating systems.
3046 @defun cl-random number &optional state
3047 This function returns a random nonnegative number less than
3048 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3049 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3050 that holds the state of the random number generator.  The
3051 function modifies this state object as a side effect.  If
3052 @var{state} is omitted, it defaults to the internal variable
3053 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3054 default @code{random-state} object.  (Since any number of programs in
3055 the Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in
3056 interleaved fashion, the sequence generated from this will be
3057 irreproducible for all intents and purposes.)
3058 @end defun
3060 @defun cl-make-random-state &optional state
3061 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3062 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3063 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3064 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3065 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3066 random-state object) will return identical sequences of random
3067 numbers.
3069 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3070 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3071 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3072 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3073 be an integer in which case the new object is seeded from that
3074 integer; each different integer seed will result in a completely
3075 different sequence of random numbers.
3077 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3078 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3079 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3080 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3081 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3082 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3083 from the file.
3084 @end defun
3086 @defun cl-random-state-p object
3087 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3088 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3089 @end defun
3091 @node Implementation Parameters
3092 @section Implementation Parameters
3094 @noindent
3095 This package defines several useful constants having to do with
3096 floating-point numbers.
3098 It determines their values by exercising the computer's
3099 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3100 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3101 function that must be called before the parameters can be used.
3103 @defun cl-float-limits
3104 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3105 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3106 called, these parameters will be @code{nil}.
3107 @c If this version of Emacs does not support floats, the parameters will
3108 @c remain @code{nil}.
3109 If the parameters have already been initialized, the function returns
3110 immediately.
3112 The algorithm makes assumptions that will be valid for almost all
3113 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3114 unusual, e.g., decimal.
3115 @end defun
3117 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3118 precisions, it has families of constants like
3119 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3120 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3121 floating-point precision, so this package omits the precision word
3122 from the constants' names.
3124 @defvar cl-most-positive-float
3125 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3126 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3127 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3128 is approximately @code{1.79e+308}.
3129 @end defvar
3131 @defvar cl-most-negative-float
3132 This constant equals the most negative value a Lisp float can hold.
3133 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3134 @end defvar
3136 @defvar cl-least-positive-float
3137 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3138 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3139 supported or @code{2.22e-308} if not.
3140 @end defvar
3142 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3143 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3144 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3145 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3146 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3147 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3148 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3149 @end defvar
3151 @defvar cl-least-negative-float
3152 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3153 @end defvar
3155 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3156 This constant is the negative counterpart of
3157 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3158 @end defvar
3160 @defvar cl-float-epsilon
3161 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3162 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3163 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3164 is about @code{2.22e-16}.
3165 @end defvar
3167 @defvar cl-float-negative-epsilon
3168 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3169 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3170 @code{1.11e-16}.
3171 @end defvar
3173 @node Sequences
3174 @chapter Sequences
3176 @noindent
3177 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3178 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3179 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3180 @code{length}; this package defines most of the rest.
3182 @menu
3183 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3184 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-map}, @code{cl-maplist}, etc.
3185 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3186 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3187 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3188 @end menu
3190 @node Sequence Basics
3191 @section Sequence Basics
3193 @noindent
3194 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3195 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3196 may appear in any order.
3198 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3199 function of one argument.  This key function is used as a filter
3200 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3201 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}.
3202 It searches for an element of the list whose @sc{car} equals
3203 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3204 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3205 the identity function.
3207 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3208 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3209 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3210 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3211 function in the same order as the original sequence function
3212 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3213 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3214 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3215 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3216 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3217 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3219 Many functions that take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3220 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3221 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3222 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3223 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3225 @example
3226 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3227 @end example
3229 @noindent
3230 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3232 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3233 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments, which
3234 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3235 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3236 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3237 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3238 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3239 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3240 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3241 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3242 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3244 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3245 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3246 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3247 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3248 to be removed or otherwise processed.
3250 The sequence functions make no guarantees about the order in
3251 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3252 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3253 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3254 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3255 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3256 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3257 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3258 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3260 Strings may contain ``text properties'' as well
3261 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3262 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3263 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3264 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3265 result.
3267 @node Mapping over Sequences
3268 @section Mapping over Sequences
3270 @noindent
3271 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3272 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3273 built-in function @code{mapcar}.
3275 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3276 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3277 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3278 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3279 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3280 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3281 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3282 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3283 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3284 is always a list.
3286 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3287 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3288 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3289 superset of both.
3290 @end defun
3292 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3293 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3294 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3295 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3296 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3297 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3298 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3299 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3300 @end defun
3302 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3303 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3304 then on the @sc{cdr}s of those lists, and so on, until the
3305 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3306 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3307 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3308 @sc{car}s of the advancing pointers.
3309 @end defun
3311 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3312 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3313 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3314 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3315 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3316 primitive @code{mapc}.  (Note that this function is called
3317 @code{cl-mapc} even in @file{cl.el}, rather than @code{mapc*} as you
3318 might expect.)
3319 @c http://debbugs.gnu.org/6575
3320 @end defun
3322 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3323 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3324 the values returned by @var{function}.
3325 @end defun
3327 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3328 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3329 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3330 rather than simply collecting them into a list.
3331 @end defun
3333 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3334 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3335 the return values using @code{nconc}.
3336 @end defun
3338 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3339 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3340 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3341 @code{cl-some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3342 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3343 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3344 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3345 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3346 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3347 @end defun
3349 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3350 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3351 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3352 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3353 for all elements.
3354 @end defun
3356 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3357 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3358 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3359 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3360 was @code{nil} for all elements.
3361 @end defun
3363 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3364 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3365 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3366 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3367 true for all elements.
3368 @end defun
3370 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3371 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3372 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3373 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3374 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3375 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3376 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3377 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3378 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3380 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3381 of left-associative:
3383 @example
3384 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3385         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3386 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3387         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3388 @end example
3390 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument, which
3391 is called on each of the sequence elements in turn.
3393 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3394 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3395 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3397 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3398 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3399 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3400 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3401 @end defun
3403 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3404 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3405 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3406 function calls.
3408 @node Sequence Functions
3409 @section Sequence Functions
3411 @noindent
3412 This section describes a number of Common Lisp functions for
3413 operating on sequences.
3415 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3416 This function returns a given subsequence of the argument
3417 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3418 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3419 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3420 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3421 return value is always a copy; it does not share structure
3422 with @var{sequence}.
3424 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3425 may be negative, in which case they represent a distance back
3426 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3427 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3428 the @emph{only} sequence function that allows negative
3429 @var{start} and @var{end}.
3431 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3432 specified range of elements with elements from another sequence.
3433 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3434 @end defun
3436 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3437 This function concatenates the argument sequences together to
3438 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3439 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3440 arguments are always copied, even in cases such as
3441 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3442 identical to an argument.
3443 @end defun
3445 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3446 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3447 part of the sequence) with the value @var{item}.
3448 @end defun
3450 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3451 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3452 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3453 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3454 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3456 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3457 will work correctly even if the regions indicated by the start
3458 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3459 are lists that share storage but are not @code{eq}, and the
3460 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3461 is undefined.
3462 @end defun
3464 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3465 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3466 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3467 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3468 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3469 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3470 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3471 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3472 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3473 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3474 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3475 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3476 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3477 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3478 if @var{count} was also specified).
3479 @end defun
3481 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3482 This deletes all elements of @var{seq} that match @var{item}.
3483 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3484 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3485 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3486 list if necessary to preserve the original list, whereas
3487 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3488 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3489 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3490 @end defun
3492 @findex cl-remove-if
3493 @findex cl-remove-if-not
3494 @findex cl-delete-if
3495 @findex cl-delete-if-not
3496 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3497 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3499 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3500 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3501 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3502 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3503 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3504 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3505 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3506 examined or removed.
3507 @end defun
3509 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3510 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3511 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3512 @end defun
3514 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3515 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3516 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3517 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3518 used to limit the number of substitutions made.
3519 @end defun
3521 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3522 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3523 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3524 by returning a changed copy of the sequence.
3525 @end defun
3527 @findex cl-substitute-if
3528 @findex cl-substitute-if-not
3529 @findex cl-nsubstitute-if
3530 @findex cl-nsubstitute-if-not
3531 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3532 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3533 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3534 @var{old} argument.
3536 @node Searching Sequences
3537 @section Searching Sequences
3539 @noindent
3540 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3541 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3543 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3544 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3545 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3546 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3547 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3548 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3549 limit the range of elements that are searched.
3550 @end defun
3552 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3553 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3554 integer position in the sequence of the matching item rather than
3555 the item itself.  The position is relative to the start of the
3556 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3557 returns @code{nil} if no matching element was found.
3558 @end defun
3560 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3561 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3562 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3563 @end defun
3565 @findex cl-find-if
3566 @findex cl-find-if-not
3567 @findex cl-position-if
3568 @findex cl-position-if-not
3569 @findex cl-count-if
3570 @findex cl-count-if-not
3571 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3572 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3573 functions are defined similarly.
3575 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3576 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3577 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3578 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3579 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3580 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3581 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3582 elements that do not match, or the position at which the shorter of
3583 the two otherwise-matching sequences runs out.
3585 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3586 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3587 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3588 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3590 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3591 which compares two strings case-insensitively.
3592 @end defun
3594 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3595 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3596 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3597 @code{:end1}).  Only matches that fall entirely within the region
3598 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3599 The return value is the index of the leftmost element of the
3600 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3601 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3602 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3603 @end defun
3605 @node Sorting Sequences
3606 @section Sorting Sequences
3608 @defun cl-sort seq predicate @t{&key :key}
3609 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3610 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3611 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3612 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3613 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3614 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3615 numbers into decreasing rather than increasing order.
3617 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3618 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3619 accepts a @code{:key} argument, which is used to preprocess data
3620 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3622 @example
3623 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3624 @end example
3626 @noindent
3627 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3628 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3629 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3630 simple accessor though, since it's used heavily in the current
3631 implementation.
3633 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3634 rearranging the @sc{cdr} pointers in suitable fashion.
3635 @end defun
3637 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3638 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3639 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3640 be rearranged out of their original order by the sort.
3642 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3643 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3644 stable by default.  However, this package reserves the right to
3645 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3646 @end defun
3648 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3649 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3650 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3651 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3652 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3653 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3654 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3655 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3656 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3657 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3658 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3659 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3660 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3661 @var{predicate}.
3662 @end defun
3664 @node Lists
3665 @chapter Lists
3667 @noindent
3668 The functions described here operate on lists.
3670 @menu
3671 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3672 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3673 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3674 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}, etc.
3675 @end menu
3677 @node List Functions
3678 @section List Functions
3680 @noindent
3681 This section describes a number of simple operations on lists,
3682 i.e., chains of cons cells.
3684 @defun cl-caddr x
3685 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3686 Likewise, this package defines all 24 @code{c@var{xxx}r} functions
3687 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3688 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3689 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3690 @end defun
3692 @defun cl-first x
3693 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3694 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3695 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3696 @end defun
3698 @defun cl-rest x
3699 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3700 @end defun
3702 @defun cl-endp x
3703 This function acts like @code{null}, but signals an error if @code{x}
3704 is neither a @code{nil} nor a cons cell.
3705 @end defun
3707 @defun cl-list-length x
3708 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3709 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3710 list (where the @sc{cdr}-chain forms a loop rather than terminating
3711 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3712 @code{length} function would get stuck if given a circular list.
3713 See also the @code{safe-length} function.)
3714 @end defun
3716 @defun cl-list* arg &rest others
3717 This function constructs a list of its arguments.  The final
3718 argument becomes the @sc{cdr} of the last cell constructed.
3719 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3720 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3721 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3722 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3723 @end defun
3725 @defun cl-ldiff list sublist
3726 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3727 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3728 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3729 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3730 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3731 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3732 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3733 is returned.
3734 @end defun
3736 @defun cl-copy-list list
3737 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3738 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3739 @end defun
3741 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3742 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3743 @var{y} are both cons cells, their @sc{car}s and @sc{cdr}s are
3744 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3745 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3746 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3747 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3748 @end defun
3750 @node Substitution of Expressions
3751 @section Substitution of Expressions
3753 @noindent
3754 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3755 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3756 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3758 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3759 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3760 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3761 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3762 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3763 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3764 on, and compares against @var{old}, both @sc{car}s and @sc{cdr}s
3765 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3766 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3767 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3768 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3769 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3770 but not to @var{old}.
3771 @end defun
3773 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3774 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3775 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3776 rather than copying.
3777 @end defun
3779 @findex cl-subst-if
3780 @findex cl-subst-if-not
3781 @findex cl-nsubst-if
3782 @findex cl-nsubst-if-not
3783 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3784 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3786 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3787 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3788 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3789 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3790 function, if any), is compared with the @sc{car}s of
3791 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3792 @sc{cdr}.
3793 @end defun
3795 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3796 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3797 @end defun
3799 @node Lists as Sets
3800 @section Lists as Sets
3802 @noindent
3803 These functions perform operations on lists that represent sets
3804 of elements.
3806 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
3807 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
3808 If a match is found, it returns the cons cell whose @sc{car} was
3809 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
3810 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
3811 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
3812 @xref{Sequences}.
3814 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
3815 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
3816 :test 'equal)}.  With no keyword arguments, @code{cl-member} is
3817 equivalent to @code{memq}.
3818 @end defun
3820 @findex cl-member-if
3821 @findex cl-member-if-not
3822 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
3823 analogously search for elements that satisfy a given predicate.
3825 @defun cl-tailp sublist list
3826 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
3827 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
3828 any of its @sc{cdr}s.
3829 @end defun
3831 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
3832 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
3833 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
3834 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
3835 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
3836 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
3837 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
3838 become part of the list.
3839 @end defun
3841 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3842 This function combines two lists that represent sets of items,
3843 returning a list that represents the union of those two sets.
3844 The resulting list contains all items that appear in @var{list1}
3845 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
3846 @var{list1} and @var{list2} it is copied only once.  If
3847 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
3848 undefined whether or not that duplication will survive in the
3849 result list.  The order of elements in the result list is also
3850 undefined.
3851 @end defun
3853 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3854 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
3855 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
3856 @end defun
3858 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3859 This function computes the intersection of the sets represented
3860 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
3861 that appear in both @var{list1} and @var{list2}.
3862 @end defun
3864 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3865 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
3866 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
3867 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
3868 @end defun
3870 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3871 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
3872 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3873 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
3874 @end defun
3876 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3877 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
3878 to reuse @var{list1} if possible.
3879 @end defun
3881 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3882 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
3883 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3884 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
3885 @end defun
3887 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3888 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
3889 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
3890 @end defun
3892 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3893 This function checks whether @var{list1} represents a subset
3894 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
3895 also appears in @var{list2}.
3896 @end defun
3898 @node Association Lists
3899 @section Association Lists
3901 @noindent
3902 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
3903 one set of values to another; any list whose elements are cons
3904 cells is an association list.
3906 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3907 This function searches the association list @var{a-list} for an
3908 element whose @sc{car} matches (in the sense of @code{:test},
3909 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
3910 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
3911 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} that
3912 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
3913 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
3914 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
3915 elements of @var{a-list} to be an error.)
3916 @end defun
3918 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3919 This function searches for an element whose @sc{cdr} matches
3920 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
3921 the inverse of the mapping to @var{item}.
3922 @end defun
3924 @findex cl-assoc-if
3925 @findex cl-assoc-if-not
3926 @findex cl-rassoc-if
3927 @findex cl-rassoc-if-not
3928 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
3929 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
3931 Two simple functions for constructing association lists are:
3933 @defun cl-acons key value alist
3934 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
3935 @end defun
3937 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
3938 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
3939 @var{alist})}.
3940 @end defun
3942 @node Structures
3943 @chapter Structures
3945 @noindent
3946 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
3947 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
3948 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
3949 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
3950 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
3951 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
3952 type.
3954 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
3955 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
3956 system provides no way to create new distinct types, this package
3957 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
3958 special ``tag'' symbol to identify them.
3960 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
3961 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
3962 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
3963 may begin with a string which documents the structure type.)
3964 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
3965 are symbols.  For example,
3967 @example
3968 (cl-defstruct person name age sex)
3969 @end example
3971 @noindent
3972 defines a struct type called @code{person} that contains three
3973 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
3974 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
3975 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
3976 using @code{setf} on any of these place forms, for example:
3978 @example
3979 (cl-incf (person-age birthday-boy))
3980 @end example
3982 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
3983 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
3984 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
3985 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
3986 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
3987 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
3989 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
3990 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
3992 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
3993 true if @var{x} looks like a @code{person}, and false otherwise.  (Again,
3994 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
3995 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
3996 length that starts with the correct tag symbol.)
3998 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
3999 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4000 argument is the wrong type.  This check is affected by
4001 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4002 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4003 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4004 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4005 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4006 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4007 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4008 @xref{Declarations}.
4010 @example
4011 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4012      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4013 (setq other (copy-person dave))
4014      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4015 (eq dave other)
4016      @result{} nil
4017 (eq (person-name dave) (person-name other))
4018      @result{} t
4019 (person-p dave)
4020      @result{} t
4021 (person-p [1 2 3 4])
4022      @result{} nil
4023 (person-p "Bogus")
4024      @result{} nil
4025 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4026      @result{} t
4027 @end example
4029 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4030 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4031 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4032 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4033 is a Lisp form that is evaluated any time an instance of the
4034 structure type is created without specifying that slot's value.
4036 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4037 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4038 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4039 the slot's value is determined when the object is created and does
4040 not change afterward.
4042 @example
4043 (cl-defstruct person
4044      (name nil :read-only t)
4045      age
4046      (sex 'unknown))
4047 @end example
4049 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4051 For obscure historical reasons, structure options take a different
4052 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4053 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4054 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4055 enclosed in lists.)
4057 @example
4058 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4059                       (:type list)
4060                       :named)
4061      name age sex)
4062 @end example
4064 The following structure options are recognized.
4066 @table @code
4067 @item :conc-name
4068 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4069 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4070 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4071 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4072 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4073 to name the accessor functions.
4075 @item :constructor
4076 In the simple case, this option takes one argument which is an
4077 alternate name to use for the constructor function.  The default
4078 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4079 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4080 as an argument means that no standard constructor should be
4081 generated at all.
4083 In the full form of this option, the constructor name is followed
4084 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4085 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4086 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4087 The argument names should match the slot names; each slot is
4088 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4089 do not appear in the argument list are initialized based on the
4090 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4091 and @code{&key} arguments that don't specify defaults take their
4092 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4093 that don't correspond to slot names; these are useful if they are
4094 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4095 arguments that @emph{do} correspond to slots.
4097 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4098 options on a structure.  The default constructor is still generated
4099 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4100 option.
4102 @example
4103 (cl-defstruct
4104     (person
4105      (:constructor nil)   ; no default constructor
4106      (:constructor new-person
4107                    (name sex &optional (age 0)))
4108      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4109                                    (dog-years 0)
4110                               &aux (age (* 7 dog-years))
4111                                    (sex 'canine))))
4112     name age sex)
4113 @end example
4115 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4116 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4117 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4118 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4119 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4120 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4122 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4123 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4124 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4125 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4126 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4127 overriding it.
4129 @item :copier
4130 The argument is an alternate name for the copier function for
4131 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4132 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4133 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4135 @item :predicate
4136 The argument is an alternate name for the predicate that recognizes
4137 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4138 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4139 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4140 ever generated.)
4142 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4143 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4144 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4145 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4146 only if they used the default predicate name.
4148 @item :include
4149 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4150 The argument is the name of another structure type previously
4151 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4152 structure type to inherit all of the included structure's slots
4153 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4154 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4155 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4156 for the included type will also accept objects of the new type.
4158 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4159 the included-structure name, these options are treated as replacement
4160 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4161 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4163 @example
4164 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4165         @result{} person
4166 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4167      helmet-size
4168      (favorite-beverage 'tang))
4169         @result{} astronaut
4171 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4172      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4173 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4174      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4176 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4177      @result{} (t t)
4178 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4179      @result{} (nil t)
4181 (person-name buzz)
4182      @result{} "Buzz"
4183 (astronaut-name joe)
4184      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4185 @end example
4187 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4188 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4189 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4190 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4191 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4192 work on astronauts just like other people.
4194 @item :print-function
4195 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4196 that is called to print an instance of the structure type.  The
4197 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4198 allow for such a feature, so this package simply ignores
4199 @code{:print-function}.
4201 @item :type
4202 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4203 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4204 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4205 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4206 lists instead.
4208 The vector representation for structure objects has the advantage
4209 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4210 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4211 but take a relatively long time accessing the later slots.
4213 @item :named
4214 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4215 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4216 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4217 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4218 features.
4220 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4221 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4222 conjunction with @code{:type}.
4224 @example
4225 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4226 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4227 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4229 (setq p1 (make-person1))
4230      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4231 (setq p2 (make-person2))
4232      @result{} (person2 nil nil nil)
4233 (setq p3 (make-person3))
4234      @result{} (nil nil nil)
4236 (person1-p p1)
4237      @result{} t
4238 (person2-p p2)
4239      @result{} t
4240 (person3-p p3)
4241      @result{} error: function person3-p undefined
4242 @end example
4244 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4245 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4246 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4247 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4248 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4249 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4250 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4251 proceeding.
4253 @item :initial-offset
4254 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4255 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4256 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4257 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4258 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4259 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4260 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4261 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4262 of the included type and the first new slot.
4263 @end table
4264 @end defmac
4266 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4267 entirely compatible with that of Common Lisp.
4269 The @code{cl-defstruct} package also provides a few structure
4270 introspection functions.
4272 @defun cl-struct-sequence-type struct-type
4273 This function returns the underlying data structure for
4274 @code{struct-type}, which is a symbol.  It returns @code{vector} or
4275 @code{list}, or @code{nil} if @code{struct-type} is not actually a
4276 structure.
4277 @end defun
4279 @defun cl-struct-slot-info struct-type
4280 This function returns a list of slot descriptors for structure
4281 @code{struct-type}.  Each entry in the list is @code{(name . opts)},
4282 where @code{name} is the name of the slot and @code{opts} is the list
4283 of slot options given to @code{defstruct}.  Dummy entries represent
4284 the slots used for the struct name and that are skipped to implement
4285 @code{:initial-offset}.
4286 @end defun
4288 @defun cl-struct-slot-offset struct-type slot-name
4289 Return the offset of slot @code{slot-name} in @code{struct-type}.  The
4290 returned zero-based slot index is relative to the start of the
4291 structure data type and is adjusted for any structure name and
4292 :initial-offset slots.  Signal error if struct @code{struct-type} does
4293 not contain @code{slot-name}.
4294 @end defun
4296 @defun cl-struct-slot-value struct-type slot-name inst
4297 Return the value of slot @code{slot-name} in @code{inst} of
4298 @code{struct-type}.  @code{struct} and @code{slot-name} are symbols.
4299 @code{inst} is a structure instance.  This routine is also a
4300 @code{setf} place.  Can signal the same errors as @code{cl-struct-slot-offset}.
4301 @end defun
4303 @node Assertions
4304 @chapter Assertions and Errors
4306 @noindent
4307 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4308 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4309 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4310 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4312 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4313 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4314 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4315 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4317 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4318 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4319 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4320 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4322 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4323 You can specify a different error message by including a @var{string}
4324 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4325 passed to @code{error} to signal the error.
4327 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4328 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4329 will also include all non-constant arguments of the top-level
4330 @var{form}.  For example:
4332 @example
4333 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4334 @end example
4336 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4337 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4338 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4339 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4340 makes no sense to specify @var{places}.
4341 @end defmac
4343 @defmac cl-check-type form type [string]
4344 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4345 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4346 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4347 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4348 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4349 error message in place of @var{type}.  For example:
4351 @example
4352 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4353 @end example
4355 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4356 that may be used for @var{type}.
4358 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4359 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4360 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4361 user to modify @var{place}.
4362 @end defmac
4364 @node Efficiency Concerns
4365 @appendix Efficiency Concerns
4367 @appendixsec Macros
4369 @noindent
4370 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4371 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4372 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4373 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4374 the form
4376 @example
4377 (cl-incf i n)
4378 @end example
4380 @noindent
4381 is expanded at compile-time to the Lisp form
4383 @example
4384 (setq i (+ i n))
4385 @end example
4387 @noindent
4388 which is the most efficient ways of doing this operation
4389 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4390 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4392 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4393 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4394 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4395 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4396 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4397 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4398 hundred times.
4400 You can find out how a macro expands by using the
4401 @code{cl-prettyexpand} function.
4403 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4404 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4405 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4406 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4407 all Lisp macros that appear in the form.  The easiest way to use
4408 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4410 @example
4411 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4412 @end example
4414 @noindent
4415 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4416 an expansion similar to:
4418 @example
4419 (cl-block nil
4420      (let* ((x 0)
4421             (G1004 nil))
4422        (while (< x 10)
4423          (setq G1004 (cons x G1004))
4424          (setq x (+ x 1)))
4425        (nreverse G1004)))
4426 @end example
4428 @noindent
4429 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4430 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4431 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4432 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4434 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4435 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4436 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4437 a top-level form in a file being compiled.
4439 @c FIXME none of these examples are still applicable.
4440 @ignore
4441 For example,
4443 @example
4444 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4445      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4446 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4447      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4448 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4449      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4450 @end example
4451 @end ignore
4453 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4454 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4455 @end defun
4457 @appendixsec Error Checking
4459 @noindent
4460 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4461 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4462 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4463 incompatibility.
4465 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4466 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation that is not
4467 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4468 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4469 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4470 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4471 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms; extra
4472 forms are ignored by this package rather than signaling a syntax
4473 error.  Functions taking keyword arguments will accept an odd number
4474 of arguments, treating the trailing keyword as if it were followed by
4475 the value @code{nil}.
4477 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4478 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4479 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4480 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4481 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4482 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4483 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4484 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4485 do check their keyword arguments for validity.
4487 @appendixsec Compiler Optimizations
4489 @noindent
4490 Changing the value of @code{byte-optimize} from the default @code{t}
4491 is highly discouraged; many of the Common
4492 Lisp macros emit
4493 code that can be improved by optimization.  In particular,
4494 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4495 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4496 byte-compiler removes @code{cl-block}s that are not actually
4497 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4499 @node Common Lisp Compatibility
4500 @appendix Common Lisp Compatibility
4502 @noindent
4503 The following is a list of all known incompatibilities between this
4504 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4506 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4507 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4508 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4509 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4510 keyword does not work in @code{cl-defmacro} argument lists (except
4511 inside recursive argument lists).
4513 The @code{equal} predicate does not distinguish
4514 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4515 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4517 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4518 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4519 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4520 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4521 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4523 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4524 and type specifiers are unimplemented.
4526 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4527 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4528 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4529 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4530 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4531 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4532 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4534 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4535 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4536 example, local @code{special} declarations, which are purely
4537 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4538 set down in Steele's book.
4540 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with zero.
4542 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4543 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4544 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4546 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4548 @node Porting Common Lisp
4549 @appendix Porting Common Lisp
4551 @noindent
4552 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4553 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4554 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4555 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4556 one, some of the features in this package are not fully compliant
4557 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4558 are also quite a few features that this package does not provide
4559 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4560 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4562 @itemize @bullet
4563 @item
4564 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4565 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4566 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4567 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4569 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4570 is happy to let the program's own functions and variables use
4571 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4572 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4574 @item
4575 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4576 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4577 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4578 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4579 even inside functions called from the body.
4580 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4581 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4582 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4583 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4585 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4586 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4588 @example
4589 (defun map-odd-elements (func list)
4590   (loop for x in list
4591         for flag = t then (not flag)
4592         collect (if flag x (funcall func x))))
4594 (defun add-odd-elements (list x)
4595   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4596 @end example
4598 @noindent
4599 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4600 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4601 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4602 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4603 called.
4605 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4606 not occur.  @xref{Obsolete Lexical Binding}, for a description of the obsolete
4607 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4608 binding when dynamic binding is in use.
4610 @item
4611 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4612 works at the level of individual characters.  For example, Common
4613 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4614 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4615 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4616 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4618 @item
4619 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4620 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4621 won't understand.  For example, @samp{#| @dots{} |#} is an
4622 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4623 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4624 Lisp.
4626 @item
4627 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4628 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4629 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4630 application program would have a package for its own symbols.
4631 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4632 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4633 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4634 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4635 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4637 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4638 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4639 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4640 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4641 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4642 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4643 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4644 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4645 programs that refer to a symbol by the full name sometimes
4646 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4648 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4649 package-like collections of symbols, but this feature is not
4650 strong enough to be used as a true package mechanism.
4652 @item
4653 The @code{format} function is quite different between Common
4654 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4655 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4656 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4657 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4658 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4659 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4660 introduce format codes, and the set of available codes is
4661 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4662 string literals; instead, @code{format} is used with the
4663 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4664 codes provide such features as paragraph filling, case
4665 conversion, and even loops and conditionals.
4667 While it would have been possible to implement most of Common
4668 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4669 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4670 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4671 @code{format}, yet the functionality it would provide over
4672 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4674 @item
4675 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4676 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4677 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4678 something entirely different---strings with properties.
4680 @item
4681 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4682 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4683 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4684 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4685 case-insensitive in Common Lisp.
4687 @item
4688 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4689 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4690 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4691 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4692 streams are a set of existing data types rather than a new data
4693 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4694 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4695 than being distinct types.
4697 @item
4698 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4699 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4700 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4701 CLOS functionality.
4703 @item
4704 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4705 Lisp features of a different name generally have not been
4706 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4707 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4708 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4709 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4710 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4712 @item
4713 A few more notable Common Lisp features not included in this package:
4714 @code{compiler-let}, @code{prog}, @code{ldb/dpb}, @code{cerror}.
4716 @item
4717 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4718 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4719 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4720 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4721 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4722 numbers using something like
4724 @example
4725 (defun sum-list (list)
4726   (if list
4727       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4728     0))
4729 @end example
4731 @noindent
4732 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4733 these forms:
4735 @example
4736 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
4737 (loop for x in my-list sum x)
4738 @end example
4740 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4741 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4742 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4743 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4744 recursion.
4745 @end itemize
4747 @node Obsolete Features
4748 @appendix Obsolete Features
4750 This section describes some features of the package that are obsolete
4751 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4752 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4753 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4754 in exactly the same way.
4756 @menu
4757 * Obsolete Lexical Binding::    An approximation of lexical binding.
4758 * Obsolete Macros::             Obsolete macros.
4759 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4760 @end menu
4762 @node Obsolete Lexical Binding
4763 @appendixsec Obsolete Lexical Binding
4765 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4766 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4767 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4769 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4770 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4771 establishes are purely lexical.
4772 @end defmac
4774 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4775 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4776 @noindent
4777 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4778 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4779 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4781 @example
4782 (setq a 5)
4783 (defun foo (b) (+ a b))
4784 (let ((a 2)) (foo a))
4785      @result{} 4
4786 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4787      @result{} 7
4788 @end example
4790 @noindent
4791 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4792 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4793 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4794 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4795 body, without any effect on the global variable of the same name.
4797 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4798 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4799 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4800 For example:
4802 @example
4803 (defun make-adder (n)
4804   (lexical-let ((n n))
4805     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4806 (setq add17 (make-adder 17))
4807 (funcall add17 4)
4808      @result{} 21
4809 @end example
4811 @noindent
4812 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4813 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4814 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4815 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4816 call to @code{make-adder} itself.
4818 @example
4819 (defun make-counter ()
4820   (lexical-let ((n 0))
4821     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
4822 (setq count-1 (make-counter))
4823 (funcall count-1 3)
4824      @result{} 3
4825 (funcall count-1 14)
4826      @result{} 17
4827 (setq count-2 (make-counter))
4828 (funcall count-2 5)
4829      @result{} 5
4830 (funcall count-1 2)
4831      @result{} 19
4832 (funcall count-2)
4833      @result{} 6
4834 @end example
4836 @noindent
4837 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
4838 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
4839 function object that is returned.
4841 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
4842 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
4843 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
4844 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
4845 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
4846 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
4847 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
4848 closures, then the lexical variables are free as soon as the
4849 @code{lexical-let} returns.
4851 Many closures are used only during the extent of the bindings they
4852 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
4853 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
4854 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
4855 closures:
4857 @example
4858 (defun add-to-list (x list)
4859   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
4860 (add-to-list 7 '(1 2 5))
4861      @result{} (8 9 12)
4862 @end example
4864 @noindent
4865 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
4866 it is not necessary to make a true closure out of it.
4868 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
4869 to create a named closure.  If several closures are created in the
4870 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
4871 instance of the lexical variable.
4873 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
4874 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
4875 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
4876 @end defmac
4878 @node Obsolete Macros
4879 @appendixsec Obsolete Macros
4881 The following macros are obsolete, and are replaced by versions with
4882 a @samp{cl-} prefix that do not behave in exactly the same way.
4883 Consequently, the @file{cl.el} versions are not simply aliases to the
4884 @file{cl-lib.el} versions.
4886 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
4887 This macro is replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings}),
4888 which behaves the same way as Common Lisp's @code{flet}.
4889 This @code{flet} takes the same arguments as @code{cl-flet}, but does
4890 not behave in precisely the same way.
4892 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical function
4893 binding, this @code{flet} makes a dynamic binding (it dates from a
4894 time before Emacs had lexical binding).  The result is
4895 that @code{flet} affects indirect calls to a function as well as calls
4896 directly inside the @code{flet} form itself.
4898 This will even work on Emacs primitives, although note that some calls
4899 to primitive functions internal to Emacs are made without going
4900 through the symbol's function cell, and so will not be affected by
4901 @code{flet}.  For example,
4903 @example
4904 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
4905   (do-something))
4906 @end example
4908 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
4909 with a function that simply saves the messages in a list rather
4910 than displaying them.  The original definition of @code{message}
4911 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
4912 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
4913 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
4914 direct C-language calls to the message routines rather than going
4915 through the Lisp @code{message} function.
4917 For those cases where the dynamic scoping of @code{flet} is desired,
4918 @code{cl-flet} is clearly not a substitute.  The most direct replacement would
4919 be instead to use @code{cl-letf} to temporarily rebind @code{(symbol-function
4920 '@var{fun})}.  But in most cases, a better substitute is to use advice, such
4923 @example
4924 (defvar my-fun-advice-enable nil)
4925 (add-advice '@var{fun} :around
4926             (lambda (orig &rest args)
4927               (if my-fun-advice-enable (do-something)
4928                 (apply orig args))))
4929 @end example
4931 so that you can then replace the @code{flet} with a simple dynamically scoped
4932 binding of @code{my-fun-advice-enable}.
4934 @c Bug#411.
4935 Note that many primitives (e.g., @code{+}) have special byte-compile handling.
4936 Attempts to redefine such functions using @code{flet}, @code{cl-letf}, or
4937 advice will fail when byte-compiled.
4938 @c Or cl-flet.
4939 @c In such cases, use @code{labels} instead.
4940 @end defmac
4942 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
4943 This macro is replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}),
4944 which behaves the same way as Common Lisp's @code{labels}.
4945 This @code{labels} takes the same arguments as @code{cl-labels}, but
4946 does not behave in precisely the same way.
4948 This version of @code{labels} uses the obsolete @code{lexical-let}
4949 form (@pxref{Obsolete Lexical Binding}), rather than the true
4950 lexical binding that @code{cl-labels} uses.
4951 @end defmac
4953 @node Obsolete Setf Customization
4954 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
4956 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
4957 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
4958 user to extend generalized variables in various ways.
4959 In Emacs, these are obsolete, replaced by various features of
4960 @file{gv.el} in Emacs 24.3.
4961 @xref{Adding Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4964 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
4965 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
4966 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  You can replace this macro
4967 with @code{gv-letplace}.
4969 The macro @var{name} is defined to take a @var{place} argument
4970 followed by additional arguments described by @var{arglist}.  The call
4972 @example
4973 (@var{name} @var{place} @var{args}@dots{})
4974 @end example
4976 @noindent
4977 will be expanded to
4979 @example
4980 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}@dots{})
4981 @end example
4983 @noindent
4984 which in turn is roughly equivalent to
4986 @example
4987 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}@dots{}))
4988 @end example
4990 For example:
4992 @example
4993 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
4994 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
4995 @end example
4997 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
4998 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
5000 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
5001 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
5002 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
5003 is completely irregular.
5005 The above @code{incf} example could be written using
5006 @code{gv-letplace} as:
5007 @example
5008 (defmacro incf (place &optional n)
5009   (gv-letplace (getter setter) place
5010     (macroexp-let2 nil v (or n 1)
5011       (funcall setter `(+ ,v ,getter)))))
5012 @end example
5013 @ignore
5014 (defmacro concatf (place &rest args)
5015   (gv-letplace (getter setter) place
5016     (macroexp-let2 nil v (mapconcat 'identity args "")
5017       (funcall setter `(concat ,getter ,v)))))
5018 @end ignore
5019 @end defmac
5021 @defmac defsetf access-fn update-fn
5022 This is the simpler of two @code{defsetf} forms, and is
5023 replaced by @code{gv-define-simple-setter}.
5025 With @var{access-fn} the name of a function that accesses a place,
5026 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store function.
5027 From now on,
5029 @example
5030 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
5031 @end example
5033 @noindent
5034 will be expanded to
5036 @example
5037 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
5038 @end example
5040 @noindent
5041 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
5042 a macro that evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
5043 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
5044 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
5045 @code{setf} is supposed to behave.
5047 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
5048 to @code{defsetf} says that the return value of @code{update-fn} is
5049 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
5050 something more like
5052 @example
5053 (let ((temp @var{value}))
5054   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
5055   temp)
5056 @end example
5058 Some examples are:
5060 @example
5061 (defsetf car setcar)
5062 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
5063 @end example
5065 These translate directly to @code{gv-define-simple-setter}:
5067 @example
5068 (gv-define-simple-setter car setcar)
5069 (gv-define-simple-setter buffer-name rename-buffer t)
5070 @end example
5071 @end defmac
5073 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
5074 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.
5075 It can be replaced by @code{gv-define-setter}.
5077 This form of @code{defsetf} is rather like @code{defmacro} except for
5078 the additional @var{store-var} argument.  The @var{forms} should
5079 return a Lisp form that stores the value of @var{store-var} into the
5080 generalized variable formed by a call to @var{access-fn} with
5081 arguments described by @var{arglist}.  The @var{forms} may begin with
5082 a string which documents the @code{setf} method (analogous to the doc
5083 string that appears at the front of a function).
5085 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
5087 @example
5088 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
5089   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
5090 @end example
5092 The Lisp form that is returned can access the arguments from
5093 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
5094 macros like @code{cl-incf} that invoke this
5095 setf-method will insert temporary variables as needed to make
5096 sure the apparent order of evaluation is preserved.
5098 Another standard example:
5100 @example
5101 (defsetf nth (n x) (store)
5102   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5103 @end example
5105 You could write this using @code{gv-define-setter} as:
5107 @example
5108 (gv-define-setter nth (store n x)
5109   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5110 @end example
5111 @end defmac
5113 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
5114 This is the most general way to create new place forms.  You can
5115 replace this by @code{gv-define-setter} or @code{gv-define-expander}.
5117 When a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
5118 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and must
5119 return a list of five items:
5121 @enumerate
5122 @item
5123 A list of @dfn{temporary variables}.
5125 @item
5126 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
5127 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
5128 as the first step of any operation on the generalized variable.
5130 @item
5131 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
5132 from a call to @code{gensym}).
5134 @item
5135 A Lisp form that stores the contents of the store variable into
5136 the generalized variable, assuming the temporaries have been
5137 bound as described above.
5139 @item
5140 A Lisp form that accesses the contents of the generalized variable,
5141 assuming the temporaries have been bound.
5142 @end enumerate
5144 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
5145 except that the method returns a list of five values rather
5146 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
5147 support Common Lisp's notion of multiple return values.
5148 (Note that the @code{setf} implementation provided by @file{gv.el}
5149 does not use this five item format.  Its use here is only for
5150 backwards compatibility.)
5152 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
5154 A setf-method should be maximally conservative with regard to
5155 temporary variables.  In the setf-methods generated by
5156 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
5157 arguments in the place form, and the first return value is a
5158 list of a corresponding number of temporary variables generated
5159 @c FIXME I don't think this is true anymore.
5160 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{cl-incf} that
5161 use this setf-method will optimize away most temporaries that
5162 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
5163 setf-method itself to optimize.
5164 @end defmac
5166 @c Removed in Emacs 24.3, not possible to make a compatible replacement.
5167 @ignore
5168 @defun get-setf-method place &optional env
5169 This function returns the setf-method for @var{place}, by
5170 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
5171 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
5172 values as described above.  You can use this function to build
5173 your own @code{cl-incf}-like modify macros.
5175 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
5176 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
5177 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
5178 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
5179 that called @code{get-setf-method}.
5180 @end defun
5181 @end ignore
5184 @node GNU Free Documentation License
5185 @appendix GNU Free Documentation License
5186 @include doclicense.texi
5188 @node Function Index
5189 @unnumbered Function Index
5191 @printindex fn
5193 @node Variable Index
5194 @unnumbered Variable Index
5196 @printindex vr
5198 @bye