(PC-do-completion): Do not forget to use `pred' as the default-directory
[emacs.git] / lispref / objects.texi
blobc343bac48295cadc619202c355dd384cc23fef26
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2003
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/objects
7 @node Lisp Data Types, Numbers, Introduction, Top
8 @chapter Lisp Data Types
9 @cindex object
10 @cindex Lisp object
11 @cindex type
12 @cindex data type
14   A Lisp @dfn{object} is a piece of data used and manipulated by Lisp
15 programs.  For our purposes, a @dfn{type} or @dfn{data type} is a set of
16 possible objects.
18   Every object belongs to at least one type.  Objects of the same type
19 have similar structures and may usually be used in the same contexts.
20 Types can overlap, and objects can belong to two or more types.
21 Consequently, we can ask whether an object belongs to a particular type,
22 but not for ``the'' type of an object.
24 @cindex primitive type
25   A few fundamental object types are built into Emacs.  These, from
26 which all other types are constructed, are called @dfn{primitive types}.
27 Each object belongs to one and only one primitive type.  These types
28 include @dfn{integer}, @dfn{float}, @dfn{cons}, @dfn{symbol},
29 @dfn{string}, @dfn{vector}, @dfn{hash-table}, @dfn{subr}, and
30 @dfn{byte-code function}, plus several special types, such as
31 @dfn{buffer}, that are related to editing.  (@xref{Editing Types}.)
33   Each primitive type has a corresponding Lisp function that checks
34 whether an object is a member of that type.
36   Note that Lisp is unlike many other languages in that Lisp objects are
37 @dfn{self-typing}: the primitive type of the object is implicit in the
38 object itself.  For example, if an object is a vector, nothing can treat
39 it as a number; Lisp knows it is a vector, not a number.
41   In most languages, the programmer must declare the data type of each
42 variable, and the type is known by the compiler but not represented in
43 the data.  Such type declarations do not exist in Emacs Lisp.  A Lisp
44 variable can have any type of value, and it remembers whatever value
45 you store in it, type and all.
47   This chapter describes the purpose, printed representation, and read
48 syntax of each of the standard types in GNU Emacs Lisp.  Details on how
49 to use these types can be found in later chapters.
51 @menu
52 * Printed Representation::      How Lisp objects are represented as text.
53 * Comments::                    Comments and their formatting conventions.
54 * Programming Types::           Types found in all Lisp systems.
55 * Editing Types::               Types specific to Emacs.
56 * Circular Objects::            Read syntax for circular structure.
57 * Type Predicates::             Tests related to types.
58 * Equality Predicates::         Tests of equality between any two objects.
59 @end menu
61 @node Printed Representation
62 @comment  node-name,  next,  previous,  up
63 @section Printed Representation and Read Syntax
64 @cindex printed representation
65 @cindex read syntax
67   The @dfn{printed representation} of an object is the format of the
68 output generated by the Lisp printer (the function @code{prin1}) for
69 that object.  The @dfn{read syntax} of an object is the format of the
70 input accepted by the Lisp reader (the function @code{read}) for that
71 object.  @xref{Read and Print}.
73   Most objects have more than one possible read syntax.  Some types of
74 object have no read syntax, since it may not make sense to enter objects
75 of these types directly in a Lisp program.  Except for these cases, the
76 printed representation of an object is also a read syntax for it.
78   In other languages, an expression is text; it has no other form.  In
79 Lisp, an expression is primarily a Lisp object and only secondarily the
80 text that is the object's read syntax.  Often there is no need to
81 emphasize this distinction, but you must keep it in the back of your
82 mind, or you will occasionally be very confused.
84 @cindex hash notation
85   Every type has a printed representation.  Some types have no read
86 syntax---for example, the buffer type has none.  Objects of these types
87 are printed in @dfn{hash notation}: the characters @samp{#<} followed by
88 a descriptive string (typically the type name followed by the name of
89 the object), and closed with a matching @samp{>}.  Hash notation cannot
90 be read at all, so the Lisp reader signals the error
91 @code{invalid-read-syntax} whenever it encounters @samp{#<}.
92 @kindex invalid-read-syntax
94 @example
95 (current-buffer)
96      @result{} #<buffer objects.texi>
97 @end example
99   When you evaluate an expression interactively, the Lisp interpreter
100 first reads the textual representation of it, producing a Lisp object,
101 and then evaluates that object (@pxref{Evaluation}).  However,
102 evaluation and reading are separate activities.  Reading returns the
103 Lisp object represented by the text that is read; the object may or may
104 not be evaluated later.  @xref{Input Functions}, for a description of
105 @code{read}, the basic function for reading objects.
107 @node Comments
108 @comment  node-name,  next,  previous,  up
109 @section Comments
110 @cindex comments
111 @cindex @samp{;} in comment
113   A @dfn{comment} is text that is written in a program only for the sake
114 of humans that read the program, and that has no effect on the meaning
115 of the program.  In Lisp, a semicolon (@samp{;}) starts a comment if it
116 is not within a string or character constant.  The comment continues to
117 the end of line.  The Lisp reader discards comments; they do not become
118 part of the Lisp objects which represent the program within the Lisp
119 system.
121   The @samp{#@@@var{count}} construct, which skips the next @var{count}
122 characters, is useful for program-generated comments containing binary
123 data.  The Emacs Lisp byte compiler uses this in its output files
124 (@pxref{Byte Compilation}).  It isn't meant for source files, however.
126   @xref{Comment Tips}, for conventions for formatting comments.
128 @node Programming Types
129 @section Programming Types
130 @cindex programming types
132   There are two general categories of types in Emacs Lisp: those having
133 to do with Lisp programming, and those having to do with editing.  The
134 former exist in many Lisp implementations, in one form or another.  The
135 latter are unique to Emacs Lisp.
137 @menu
138 * Integer Type::        Numbers without fractional parts.
139 * Floating Point Type:: Numbers with fractional parts and with a large range.
140 * Character Type::      The representation of letters, numbers and
141                         control characters.
142 * Symbol Type::         A multi-use object that refers to a function,
143                         variable, or property list, and has a unique identity.
144 * Sequence Type::       Both lists and arrays are classified as sequences.
145 * Cons Cell Type::      Cons cells, and lists (which are made from cons cells).
146 * Array Type::          Arrays include strings and vectors.
147 * String Type::         An (efficient) array of characters.
148 * Vector Type::         One-dimensional arrays.
149 * Char-Table Type::     One-dimensional sparse arrays indexed by characters.
150 * Bool-Vector Type::    One-dimensional arrays of @code{t} or @code{nil}.
151 * Hash Table Type::     Super-fast lookup tables.
152 * Function Type::       A piece of executable code you can call from elsewhere.
153 * Macro Type::          A method of expanding an expression into another
154                           expression, more fundamental but less pretty.
155 * Primitive Function Type::     A function written in C, callable from Lisp.
156 * Byte-Code Type::      A function written in Lisp, then compiled.
157 * Autoload Type::       A type used for automatically loading seldom-used
158                         functions.
159 @end menu
161 @node Integer Type
162 @subsection Integer Type
164   The range of values for integers in Emacs Lisp is @minus{}134217728 to
165 134217727 (28 bits; i.e.,
166 @ifnottex
167 -2**27
168 @end ifnottex
169 @tex
170 @math{-2^{27}}
171 @end tex
173 @ifnottex
174 2**27 - 1)
175 @end ifnottex
176 @tex
177 @math{2^{28}-1})
178 @end tex
179 on most machines.  (Some machines may provide a wider range.)  It is
180 important to note that the Emacs Lisp arithmetic functions do not check
181 for overflow.  Thus @code{(1+ 134217727)} is @minus{}134217728 on most
182 machines.
184   The read syntax for integers is a sequence of (base ten) digits with an
185 optional sign at the beginning and an optional period at the end.  The
186 printed representation produced by the Lisp interpreter never has a
187 leading @samp{+} or a final @samp{.}.
189 @example
190 @group
191 -1               ; @r{The integer -1.}
192 1                ; @r{The integer 1.}
193 1.               ; @r{Also the integer 1.}
194 +1               ; @r{Also the integer 1.}
195 268435457        ; @r{Also the integer 1 on a 28-bit implementation.}
196 @end group
197 @end example
199   @xref{Numbers}, for more information.
201 @node Floating Point Type
202 @subsection Floating Point Type
204   Floating point numbers are the computer equivalent of scientific
205 notation.  The precise number of significant figures and the range of
206 possible exponents is machine-specific; Emacs always uses the C data
207 type @code{double} to store the value.
209   The printed representation for floating point numbers requires either
210 a decimal point (with at least one digit following), an exponent, or
211 both.  For example, @samp{1500.0}, @samp{15e2}, @samp{15.0e2},
212 @samp{1.5e3}, and @samp{.15e4} are five ways of writing a floating point
213 number whose value is 1500.  They are all equivalent.
215   @xref{Numbers}, for more information.
217 @node Character Type
218 @subsection Character Type
219 @cindex @sc{ascii} character codes
221   A @dfn{character} in Emacs Lisp is nothing more than an integer.  In
222 other words, characters are represented by their character codes.  For
223 example, the character @kbd{A} is represented as the @w{integer 65}.
225   Individual characters are not often used in programs.  It is far more
226 common to work with @emph{strings}, which are sequences composed of
227 characters.  @xref{String Type}.
229   Characters in strings, buffers, and files are currently limited to the
230 range of 0 to 524287---nineteen bits.  But not all values in that range
231 are valid character codes.  Codes 0 through 127 are @sc{ascii} codes; the
232 rest are non-@sc{ascii} (@pxref{Non-ASCII Characters}).  Characters that represent
233 keyboard input have a much wider range, to encode modifier keys such as
234 Control, Meta and Shift.
236 @cindex read syntax for characters
237 @cindex printed representation for characters
238 @cindex syntax for characters
239 @cindex @samp{?} in character constant
240 @cindex question mark in character constant
241   Since characters are really integers, the printed representation of a
242 character is a decimal number.  This is also a possible read syntax for
243 a character, but writing characters that way in Lisp programs is a very
244 bad idea.  You should @emph{always} use the special read syntax formats
245 that Emacs Lisp provides for characters.  These syntax formats start
246 with a question mark.
248   The usual read syntax for alphanumeric characters is a question mark
249 followed by the character; thus, @samp{?A} for the character
250 @kbd{A}, @samp{?B} for the character @kbd{B}, and @samp{?a} for the
251 character @kbd{a}.
253   For example:
255 @example
256 ?Q @result{} 81     ?q @result{} 113
257 @end example
259   You can use the same syntax for punctuation characters, but it is
260 often a good idea to add a @samp{\} so that the Emacs commands for
261 editing Lisp code don't get confused.  For example, @samp{?\(} is the
262 way to write the open-paren character.  If the character is @samp{\},
263 you @emph{must} use a second @samp{\} to quote it: @samp{?\\}.
265 @cindex whitespace
266 @cindex bell character
267 @cindex @samp{\a}
268 @cindex backspace
269 @cindex @samp{\b}
270 @cindex tab
271 @cindex @samp{\t}
272 @cindex vertical tab
273 @cindex @samp{\v}
274 @cindex formfeed
275 @cindex @samp{\f}
276 @cindex newline
277 @cindex @samp{\n}
278 @cindex return
279 @cindex @samp{\r}
280 @cindex escape
281 @cindex @samp{\e}
282 @cindex space
283 @cindex @samp{\s}
284   You can express the characters control-g, backspace, tab, newline,
285 vertical tab, formfeed, space, return, del, and escape as @samp{?\a},
286 @samp{?\b}, @samp{?\t}, @samp{?\n}, @samp{?\v}, @samp{?\f},
287 @samp{?\s}, @samp{?\r}, @samp{?\d}, and @samp{?\e}, respectively.
288 Thus,
290 @example
291 ?\a @result{} 7                 ; @r{control-g, @kbd{C-g}}
292 ?\b @result{} 8                 ; @r{backspace, @key{BS}, @kbd{C-h}}
293 ?\t @result{} 9                 ; @r{tab, @key{TAB}, @kbd{C-i}}
294 ?\n @result{} 10                ; @r{newline, @kbd{C-j}}
295 ?\v @result{} 11                ; @r{vertical tab, @kbd{C-k}}
296 ?\f @result{} 12                ; @r{formfeed character, @kbd{C-l}}
297 ?\r @result{} 13                ; @r{carriage return, @key{RET}, @kbd{C-m}}
298 ?\e @result{} 27                ; @r{escape character, @key{ESC}, @kbd{C-[}}
299 ?\s @result{} 32                ; @r{space character, @key{SPC}}
300 ?\\ @result{} 92                ; @r{backslash character, @kbd{\}}
301 ?\d @result{} 127               ; @r{delete character, @key{DEL}}
302 @end example
304 @cindex escape sequence
305   These sequences which start with backslash are also known as
306 @dfn{escape sequences}, because backslash plays the role of an
307 ``escape character''; this terminology has nothing to do with the
308 character @key{ESC}.  @samp{\s} is meant for use only in character
309 constants; in string constants, just write the space.
311 @cindex control characters
312   Control characters may be represented using yet another read syntax.
313 This consists of a question mark followed by a backslash, caret, and the
314 corresponding non-control character, in either upper or lower case.  For
315 example, both @samp{?\^I} and @samp{?\^i} are valid read syntax for the
316 character @kbd{C-i}, the character whose value is 9.
318   Instead of the @samp{^}, you can use @samp{C-}; thus, @samp{?\C-i} is
319 equivalent to @samp{?\^I} and to @samp{?\^i}:
321 @example
322 ?\^I @result{} 9     ?\C-I @result{} 9
323 @end example
325   In strings and buffers, the only control characters allowed are those
326 that exist in @sc{ascii}; but for keyboard input purposes, you can turn
327 any character into a control character with @samp{C-}.  The character
328 codes for these non-@sc{ascii} control characters include the
329 @tex
330 @math{2^{26}}
331 @end tex
332 @ifnottex
333 2**26
334 @end ifnottex
335 bit as well as the code for the corresponding non-control
336 character.  Ordinary terminals have no way of generating non-@sc{ascii}
337 control characters, but you can generate them straightforwardly using X
338 and other window systems.
340   For historical reasons, Emacs treats the @key{DEL} character as
341 the control equivalent of @kbd{?}:
343 @example
344 ?\^? @result{} 127     ?\C-? @result{} 127
345 @end example
347 @noindent
348 As a result, it is currently not possible to represent the character
349 @kbd{Control-?}, which is a meaningful input character under X, using
350 @samp{\C-}.  It is not easy to change this, as various Lisp files refer
351 to @key{DEL} in this way.
353   For representing control characters to be found in files or strings,
354 we recommend the @samp{^} syntax; for control characters in keyboard
355 input, we prefer the @samp{C-} syntax.  Which one you use does not
356 affect the meaning of the program, but may guide the understanding of
357 people who read it.
359 @cindex meta characters
360   A @dfn{meta character} is a character typed with the @key{META}
361 modifier key.  The integer that represents such a character has the
362 @tex
363 @math{2^{27}}
364 @end tex
365 @ifnottex
366 2**27
367 @end ifnottex
368 bit set (which on most machines makes it a negative number).  We
369 use high bits for this and other modifiers to make possible a wide range
370 of basic character codes.
372   In a string, the
373 @tex
374 @math{2^{7}}
375 @end tex
376 @ifnottex
377 2**7
378 @end ifnottex
379 bit attached to an @sc{ascii} character indicates a meta character; thus, the
380 meta characters that can fit in a string have codes in the range from
381 128 to 255, and are the meta versions of the ordinary @sc{ascii}
382 characters.  (In Emacs versions 18 and older, this convention was used
383 for characters outside of strings as well.)
385   The read syntax for meta characters uses @samp{\M-}.  For example,
386 @samp{?\M-A} stands for @kbd{M-A}.  You can use @samp{\M-} together with
387 octal character codes (see below), with @samp{\C-}, or with any other
388 syntax for a character.  Thus, you can write @kbd{M-A} as @samp{?\M-A},
389 or as @samp{?\M-\101}.  Likewise, you can write @kbd{C-M-b} as
390 @samp{?\M-\C-b}, @samp{?\C-\M-b}, or @samp{?\M-\002}.
392   The case of a graphic character is indicated by its character code;
393 for example, @sc{ascii} distinguishes between the characters @samp{a}
394 and @samp{A}.  But @sc{ascii} has no way to represent whether a control
395 character is upper case or lower case.  Emacs uses the
396 @tex
397 @math{2^{25}}
398 @end tex
399 @ifnottex
400 2**25
401 @end ifnottex
402 bit to indicate that the shift key was used in typing a control
403 character.  This distinction is possible only when you use X terminals
404 or other special terminals; ordinary terminals do not report the
405 distinction to the computer in any way.  The Lisp syntax for
406 the shift bit is @samp{\S-}; thus, @samp{?\C-\S-o} or @samp{?\C-\S-O}
407 represents the shifted-control-o character.
409 @cindex hyper characters
410 @cindex super characters
411 @cindex alt characters
412   The X Window System defines three other @anchor{modifier bits}
413 modifier bits that can be set
414 in a character: @dfn{hyper}, @dfn{super} and @dfn{alt}.  The syntaxes
415 for these bits are @samp{\H-}, @samp{\s-} and @samp{\A-}.  (Case is
416 significant in these prefixes.)  Thus, @samp{?\H-\M-\A-x} represents
417 @kbd{Alt-Hyper-Meta-x}.  (Note that @samp{\s} with no following @samp{-}
418 represents the space character.)
419 @tex
420 Numerically, the
421 bit values are @math{2^{22}} for alt, @math{2^{23}} for super and @math{2^{24}} for hyper.
422 @end tex
423 @ifnottex
424 Numerically, the
425 bit values are 2**22 for alt, 2**23 for super and 2**24 for hyper.
426 @end ifnottex
428 @cindex @samp{\} in character constant
429 @cindex backslash in character constant
430 @cindex octal character code
431   Finally, the most general read syntax for a character represents the
432 character code in either octal or hex.  To use octal, write a question
433 mark followed by a backslash and the octal character code (up to three
434 octal digits); thus, @samp{?\101} for the character @kbd{A},
435 @samp{?\001} for the character @kbd{C-a}, and @code{?\002} for the
436 character @kbd{C-b}.  Although this syntax can represent any @sc{ascii}
437 character, it is preferred only when the precise octal value is more
438 important than the @sc{ascii} representation.
440 @example
441 @group
442 ?\012 @result{} 10         ?\n @result{} 10         ?\C-j @result{} 10
443 ?\101 @result{} 65         ?A @result{} 65
444 @end group
445 @end example
447   To use hex, write a question mark followed by a backslash, @samp{x},
448 and the hexadecimal character code.  You can use any number of hex
449 digits, so you can represent any character code in this way.
450 Thus, @samp{?\x41} for the character @kbd{A}, @samp{?\x1} for the
451 character @kbd{C-a}, and @code{?\x8e0} for the Latin-1 character
452 @iftex
453 @samp{@`a}.
454 @end iftex
455 @ifnottex
456 @samp{a} with grave accent.
457 @end ifnottex
459   A backslash is allowed, and harmless, preceding any character without
460 a special escape meaning; thus, @samp{?\+} is equivalent to @samp{?+}.
461 There is no reason to add a backslash before most characters.  However,
462 you should add a backslash before any of the characters
463 @samp{()\|;'`"#.,} to avoid confusing the Emacs commands for editing
464 Lisp code.  You can also add a backslash before whitespace characters such as
465 space, tab, newline and formfeed.  However, it is cleaner to use one of
466 the easily readable escape sequences, such as @samp{\t} or @samp{\s},
467 instead of an actual whitespace character such as a tab or a space.
468 (If you do write backslash followed by a space, you should write
469 an extra space after the character constant to separate it from the
470 following text.)
472 @node Symbol Type
473 @subsection Symbol Type
475   A @dfn{symbol} in GNU Emacs Lisp is an object with a name.  The symbol
476 name serves as the printed representation of the symbol.  In ordinary
477 use, the name is unique---no two symbols have the same name.
479   A symbol can serve as a variable, as a function name, or to hold a
480 property list.  Or it may serve only to be distinct from all other Lisp
481 objects, so that its presence in a data structure may be recognized
482 reliably.  In a given context, usually only one of these uses is
483 intended.  But you can use one symbol in all of these ways,
484 independently.
486   A symbol whose name starts with a colon (@samp{:}) is called a
487 @dfn{keyword symbol}.  These symbols automatically act as constants, and
488 are normally used only by comparing an unknown symbol with a few
489 specific alternatives.
491 @cindex @samp{\} in symbols
492 @cindex backslash in symbols
493   A symbol name can contain any characters whatever.  Most symbol names
494 are written with letters, digits, and the punctuation characters
495 @samp{-+=*/}.  Such names require no special punctuation; the characters
496 of the name suffice as long as the name does not look like a number.
497 (If it does, write a @samp{\} at the beginning of the name to force
498 interpretation as a symbol.)  The characters @samp{_~!@@$%^&:<>@{@}?} are
499 less often used but also require no special punctuation.  Any other
500 characters may be included in a symbol's name by escaping them with a
501 backslash.  In contrast to its use in strings, however, a backslash in
502 the name of a symbol simply quotes the single character that follows the
503 backslash.  For example, in a string, @samp{\t} represents a tab
504 character; in the name of a symbol, however, @samp{\t} merely quotes the
505 letter @samp{t}.  To have a symbol with a tab character in its name, you
506 must actually use a tab (preceded with a backslash).  But it's rare to
507 do such a thing.
509 @cindex CL note---case of letters
510 @quotation
511 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, lower case letters are always
512 ``folded'' to upper case, unless they are explicitly escaped.  In Emacs
513 Lisp, upper case and lower case letters are distinct.
514 @end quotation
516   Here are several examples of symbol names.  Note that the @samp{+} in
517 the fifth example is escaped to prevent it from being read as a number.
518 This is not necessary in the seventh example because the rest of the name
519 makes it invalid as a number.
521 @example
522 @group
523 foo                 ; @r{A symbol named @samp{foo}.}
524 FOO                 ; @r{A symbol named @samp{FOO}, different from @samp{foo}.}
525 char-to-string      ; @r{A symbol named @samp{char-to-string}.}
526 @end group
527 @group
528 1+                  ; @r{A symbol named @samp{1+}}
529                     ;   @r{(not @samp{+1}, which is an integer).}
530 @end group
531 @group
532 \+1                 ; @r{A symbol named @samp{+1}}
533                     ;   @r{(not a very readable name).}
534 @end group
535 @group
536 \(*\ 1\ 2\)         ; @r{A symbol named @samp{(* 1 2)} (a worse name).}
537 @c the @'s in this next line use up three characters, hence the
538 @c apparent misalignment of the comment.
539 +-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}  ; @r{A symbol named @samp{+-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}}.}
540                     ;   @r{These characters need not be escaped.}
541 @end group
542 @end example
544 @ifinfo
545 @c This uses ``colon'' instead of a literal `:' because Info cannot
546 @c cope with a `:' in a menu
547 @cindex @samp{#@var{colon}} read syntax
548 @end ifinfo
549 @ifnotinfo
550 @cindex @samp{#:} read syntax
551 @end ifnotinfo
552   Normally the Lisp reader interns all symbols (@pxref{Creating
553 Symbols}).  To prevent interning, you can write @samp{#:} before the
554 name of the symbol.
556 @node Sequence Type
557 @subsection Sequence Types
559   A @dfn{sequence} is a Lisp object that represents an ordered set of
560 elements.  There are two kinds of sequence in Emacs Lisp, lists and
561 arrays.  Thus, an object of type list or of type array is also
562 considered a sequence.
564   Arrays are further subdivided into strings, vectors, char-tables and
565 bool-vectors.  Vectors can hold elements of any type, but string
566 elements must be characters, and bool-vector elements must be @code{t}
567 or @code{nil}.  Char-tables are like vectors except that they are
568 indexed by any valid character code.  The characters in a string can
569 have text properties like characters in a buffer (@pxref{Text
570 Properties}), but vectors do not support text properties, even when
571 their elements happen to be characters.
573   Lists, strings and the other array types are different, but they have
574 important similarities.  For example, all have a length @var{l}, and all
575 have elements which can be indexed from zero to @var{l} minus one.
576 Several functions, called sequence functions, accept any kind of
577 sequence.  For example, the function @code{elt} can be used to extract
578 an element of a sequence, given its index.  @xref{Sequences Arrays
579 Vectors}.
581   It is generally impossible to read the same sequence twice, since
582 sequences are always created anew upon reading.  If you read the read
583 syntax for a sequence twice, you get two sequences with equal contents.
584 There is one exception: the empty list @code{()} always stands for the
585 same object, @code{nil}.
587 @node Cons Cell Type
588 @subsection Cons Cell and List Types
589 @cindex address field of register
590 @cindex decrement field of register
591 @cindex pointers
593   A @dfn{cons cell} is an object that consists of two slots, called the
594 @sc{car} slot and the @sc{cdr} slot.  Each slot can @dfn{hold} or
595 @dfn{refer to} any Lisp object.  We also say that ``the @sc{car} of
596 this cons cell is'' whatever object its @sc{car} slot currently holds,
597 and likewise for the @sc{cdr}.
599 @quotation
600 A note to C programmers: in Lisp, we do not distinguish between
601 ``holding'' a value and ``pointing to'' the value, because pointers in
602 Lisp are implicit.
603 @end quotation
605   A @dfn{list} is a series of cons cells, linked together so that the
606 @sc{cdr} slot of each cons cell holds either the next cons cell or the
607 empty list.  @xref{Lists}, for functions that work on lists.  Because
608 most cons cells are used as part of lists, the phrase @dfn{list
609 structure} has come to refer to any structure made out of cons cells.
611   The names @sc{car} and @sc{cdr} derive from the history of Lisp.  The
612 original Lisp implementation ran on an @w{IBM 704} computer which
613 divided words into two parts, called the ``address'' part and the
614 ``decrement''; @sc{car} was an instruction to extract the contents of
615 the address part of a register, and @sc{cdr} an instruction to extract
616 the contents of the decrement.  By contrast, ``cons cells'' are named
617 for the function @code{cons} that creates them, which in turn was named
618 for its purpose, the construction of cells.
620 @cindex atom
621   Because cons cells are so central to Lisp, we also have a word for
622 ``an object which is not a cons cell''.  These objects are called
623 @dfn{atoms}.
625 @cindex parenthesis
626   The read syntax and printed representation for lists are identical, and
627 consist of a left parenthesis, an arbitrary number of elements, and a
628 right parenthesis.
630    Upon reading, each object inside the parentheses becomes an element
631 of the list.  That is, a cons cell is made for each element.  The
632 @sc{car} slot of the cons cell holds the element, and its @sc{cdr}
633 slot refers to the next cons cell of the list, which holds the next
634 element in the list.  The @sc{cdr} slot of the last cons cell is set to
635 hold @code{nil}.
637 @cindex box diagrams, for lists
638 @cindex diagrams, boxed, for lists
639   A list can be illustrated by a diagram in which the cons cells are
640 shown as pairs of boxes, like dominoes.  (The Lisp reader cannot read
641 such an illustration; unlike the textual notation, which can be
642 understood by both humans and computers, the box illustrations can be
643 understood only by humans.)  This picture represents the three-element
644 list @code{(rose violet buttercup)}:
646 @example
647 @group
648     --- ---      --- ---      --- ---
649    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
650     --- ---      --- ---      --- ---
651      |            |            |
652      |            |            |
653       --> rose     --> violet   --> buttercup
654 @end group
655 @end example
657   In this diagram, each box represents a slot that can hold or refer to
658 any Lisp object.  Each pair of boxes represents a cons cell.  Each arrow
659 represents a reference to a Lisp object, either an atom or another cons
660 cell.
662   In this example, the first box, which holds the @sc{car} of the first
663 cons cell, refers to or ``holds'' @code{rose} (a symbol).  The second
664 box, holding the @sc{cdr} of the first cons cell, refers to the next
665 pair of boxes, the second cons cell.  The @sc{car} of the second cons
666 cell is @code{violet}, and its @sc{cdr} is the third cons cell.  The
667 @sc{cdr} of the third (and last) cons cell is @code{nil}.
669   Here is another diagram of the same list, @code{(rose violet
670 buttercup)}, sketched in a different manner:
672 @smallexample
673 @group
674  ---------------       ----------------       -------------------
675 | car   | cdr   |     | car    | cdr   |     | car       | cdr   |
676 | rose  |   o-------->| violet |   o-------->| buttercup |  nil  |
677 |       |       |     |        |       |     |           |       |
678  ---------------       ----------------       -------------------
679 @end group
680 @end smallexample
682 @cindex @samp{(@dots{})} in lists
683 @cindex @code{nil} in lists
684 @cindex empty list
685   A list with no elements in it is the @dfn{empty list}; it is identical
686 to the symbol @code{nil}.  In other words, @code{nil} is both a symbol
687 and a list.
689   Here are examples of lists written in Lisp syntax:
691 @example
692 (A 2 "A")            ; @r{A list of three elements.}
693 ()                   ; @r{A list of no elements (the empty list).}
694 nil                  ; @r{A list of no elements (the empty list).}
695 ("A ()")             ; @r{A list of one element: the string @code{"A ()"}.}
696 (A ())               ; @r{A list of two elements: @code{A} and the empty list.}
697 (A nil)              ; @r{Equivalent to the previous.}
698 ((A B C))            ; @r{A list of one element}
699                      ;   @r{(which is a list of three elements).}
700 @end example
702   Here is the list @code{(A ())}, or equivalently @code{(A nil)},
703 depicted with boxes and arrows:
705 @example
706 @group
707     --- ---      --- ---
708    |   |   |--> |   |   |--> nil
709     --- ---      --- ---
710      |            |
711      |            |
712       --> A        --> nil
713 @end group
714 @end example
716 @menu
717 * Dotted Pair Notation::        An alternative syntax for lists.
718 * Association List Type::       A specially constructed list.
719 @end menu
721 @node Dotted Pair Notation
722 @comment  node-name,  next,  previous,  up
723 @subsubsection Dotted Pair Notation
724 @cindex dotted pair notation
725 @cindex @samp{.} in lists
727   @dfn{Dotted pair notation} is an alternative syntax for cons cells
728 that represents the @sc{car} and @sc{cdr} explicitly.  In this syntax,
729 @code{(@var{a} .@: @var{b})} stands for a cons cell whose @sc{car} is
730 the object @var{a}, and whose @sc{cdr} is the object @var{b}.  Dotted
731 pair notation is therefore more general than list syntax.  In the dotted
732 pair notation, the list @samp{(1 2 3)} is written as @samp{(1 . (2 . (3
733 . nil)))}.  For @code{nil}-terminated lists, you can use either
734 notation, but list notation is usually clearer and more convenient.
735 When printing a list, the dotted pair notation is only used if the
736 @sc{cdr} of a cons cell is not a list.
738   Here's an example using boxes to illustrate dotted pair notation.
739 This example shows the pair @code{(rose . violet)}:
741 @example
742 @group
743     --- ---
744    |   |   |--> violet
745     --- ---
746      |
747      |
748       --> rose
749 @end group
750 @end example
752   You can combine dotted pair notation with list notation to represent
753 conveniently a chain of cons cells with a non-@code{nil} final @sc{cdr}.
754 You write a dot after the last element of the list, followed by the
755 @sc{cdr} of the final cons cell.  For example, @code{(rose violet
756 . buttercup)} is equivalent to @code{(rose . (violet . buttercup))}.
757 The object looks like this:
759 @example
760 @group
761     --- ---      --- ---
762    |   |   |--> |   |   |--> buttercup
763     --- ---      --- ---
764      |            |
765      |            |
766       --> rose     --> violet
767 @end group
768 @end example
770   The syntax @code{(rose .@: violet .@: buttercup)} is invalid because
771 there is nothing that it could mean.  If anything, it would say to put
772 @code{buttercup} in the @sc{cdr} of a cons cell whose @sc{cdr} is already
773 used for @code{violet}.
775   The list @code{(rose violet)} is equivalent to @code{(rose . (violet))},
776 and looks like this:
778 @example
779 @group
780     --- ---      --- ---
781    |   |   |--> |   |   |--> nil
782     --- ---      --- ---
783      |            |
784      |            |
785       --> rose     --> violet
786 @end group
787 @end example
789   Similarly, the three-element list @code{(rose violet buttercup)}
790 is equivalent to @code{(rose . (violet . (buttercup)))}.
791 @ifnottex
792 It looks like this:
794 @example
795 @group
796     --- ---      --- ---      --- ---
797    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
798     --- ---      --- ---      --- ---
799      |            |            |
800      |            |            |
801       --> rose     --> violet   --> buttercup
802 @end group
803 @end example
804 @end ifnottex
806 @node Association List Type
807 @comment  node-name,  next,  previous,  up
808 @subsubsection Association List Type
810   An @dfn{association list} or @dfn{alist} is a specially-constructed
811 list whose elements are cons cells.  In each element, the @sc{car} is
812 considered a @dfn{key}, and the @sc{cdr} is considered an
813 @dfn{associated value}.  (In some cases, the associated value is stored
814 in the @sc{car} of the @sc{cdr}.)  Association lists are often used as
815 stacks, since it is easy to add or remove associations at the front of
816 the list.
818   For example,
820 @example
821 (setq alist-of-colors
822       '((rose . red) (lily . white) (buttercup . yellow)))
823 @end example
825 @noindent
826 sets the variable @code{alist-of-colors} to an alist of three elements.  In the
827 first element, @code{rose} is the key and @code{red} is the value.
829   @xref{Association Lists}, for a further explanation of alists and for
830 functions that work on alists.  @xref{Hash Tables}, for another kind of
831 lookup table, which is much faster for handling a large number of keys.
833 @node Array Type
834 @subsection Array Type
836   An @dfn{array} is composed of an arbitrary number of slots for
837 holding or referring to other Lisp objects, arranged in a contiguous block of
838 memory.  Accessing any element of an array takes approximately the same
839 amount of time.  In contrast, accessing an element of a list requires
840 time proportional to the position of the element in the list.  (Elements
841 at the end of a list take longer to access than elements at the
842 beginning of a list.)
844   Emacs defines four types of array: strings, vectors, bool-vectors, and
845 char-tables.
847   A string is an array of characters and a vector is an array of
848 arbitrary objects.  A bool-vector can hold only @code{t} or @code{nil}.
849 These kinds of array may have any length up to the largest integer.
850 Char-tables are sparse arrays indexed by any valid character code; they
851 can hold arbitrary objects.
853   The first element of an array has index zero, the second element has
854 index 1, and so on.  This is called @dfn{zero-origin} indexing.  For
855 example, an array of four elements has indices 0, 1, 2, @w{and 3}.  The
856 largest possible index value is one less than the length of the array.
857 Once an array is created, its length is fixed.
859   All Emacs Lisp arrays are one-dimensional.  (Most other programming
860 languages support multidimensional arrays, but they are not essential;
861 you can get the same effect with an array of arrays.)  Each type of
862 array has its own read syntax; see the following sections for details.
864   The array type is contained in the sequence type and
865 contains the string type, the vector type, the bool-vector type, and the
866 char-table type.
868 @node String Type
869 @subsection String Type
871   A @dfn{string} is an array of characters.  Strings are used for many
872 purposes in Emacs, as can be expected in a text editor; for example, as
873 the names of Lisp symbols, as messages for the user, and to represent
874 text extracted from buffers.  Strings in Lisp are constants: evaluation
875 of a string returns the same string.
877   @xref{Strings and Characters}, for functions that operate on strings.
879 @menu
880 * Syntax for Strings::
881 * Non-ASCII in Strings::
882 * Nonprinting Characters::
883 * Text Props and Strings::
884 @end menu
886 @node Syntax for Strings
887 @subsubsection Syntax for Strings
889 @cindex @samp{"} in strings
890 @cindex double-quote in strings
891 @cindex @samp{\} in strings
892 @cindex backslash in strings
893   The read syntax for strings is a double-quote, an arbitrary number of
894 characters, and another double-quote, @code{"like this"}.  To include a
895 double-quote in a string, precede it with a backslash; thus, @code{"\""}
896 is a string containing just a single double-quote character.  Likewise,
897 you can include a backslash by preceding it with another backslash, like
898 this: @code{"this \\ is a single embedded backslash"}.
900 @cindex newline in strings
901   The newline character is not special in the read syntax for strings;
902 if you write a new line between the double-quotes, it becomes a
903 character in the string.  But an escaped newline---one that is preceded
904 by @samp{\}---does not become part of the string; i.e., the Lisp reader
905 ignores an escaped newline while reading a string.  An escaped space
906 @w{@samp{\ }} is likewise ignored.
908 @example
909 "It is useful to include newlines
910 in documentation strings,
911 but the newline is \
912 ignored if escaped."
913      @result{} "It is useful to include newlines
914 in documentation strings,
915 but the newline is ignored if escaped."
916 @end example
918 @node Non-ASCII in Strings
919 @subsubsection Non-@sc{ascii} Characters in Strings
921   You can include a non-@sc{ascii} international character in a string
922 constant by writing it literally.  There are two text representations
923 for non-@sc{ascii} characters in Emacs strings (and in buffers): unibyte
924 and multibyte.  If the string constant is read from a multibyte source,
925 such as a multibyte buffer or string, or a file that would be visited as
926 multibyte, then the character is read as a multibyte character, and that
927 makes the string multibyte.  If the string constant is read from a
928 unibyte source, then the character is read as unibyte and that makes the
929 string unibyte.
931   You can also represent a multibyte non-@sc{ascii} character with its
932 character code: use a hex escape, @samp{\x@var{nnnnnnn}}, with as many
933 digits as necessary.  (Multibyte non-@sc{ascii} character codes are all
934 greater than 256.)  Any character which is not a valid hex digit
935 terminates this construct.  If the next character in the string could be
936 interpreted as a hex digit, write @w{@samp{\ }} (backslash and space) to
937 terminate the hex escape---for example, @w{@samp{\x8e0\ }} represents
938 one character, @samp{a} with grave accent.  @w{@samp{\ }} in a string
939 constant is just like backslash-newline; it does not contribute any
940 character to the string, but it does terminate the preceding hex escape.
942   Using a multibyte hex escape forces the string to multibyte.  You can
943 represent a unibyte non-@sc{ascii} character with its character code,
944 which must be in the range from 128 (0200 octal) to 255 (0377 octal).
945 This forces a unibyte string.
947   @xref{Text Representations}, for more information about the two
948 text representations.
950 @node Nonprinting Characters
951 @subsubsection Nonprinting Characters in Strings
953   You can use the same backslash escape-sequences in a string constant
954 as in character literals (but do not use the question mark that begins a
955 character constant).  For example, you can write a string containing the
956 nonprinting characters tab and @kbd{C-a}, with commas and spaces between
957 them, like this: @code{"\t, \C-a"}.  @xref{Character Type}, for a
958 description of the read syntax for characters.
960   However, not all of the characters you can write with backslash
961 escape-sequences are valid in strings.  The only control characters that
962 a string can hold are the @sc{ascii} control characters.  Strings do not
963 distinguish case in @sc{ascii} control characters.
965   Properly speaking, strings cannot hold meta characters; but when a
966 string is to be used as a key sequence, there is a special convention
967 that provides a way to represent meta versions of @sc{ascii} characters in a
968 string.  If you use the @samp{\M-} syntax to indicate a meta character
969 in a string constant, this sets the
970 @tex
971 @math{2^{7}}
972 @end tex
973 @ifnottex
974 2**7
975 @end ifnottex
976 bit of the character in the string.  If the string is used in
977 @code{define-key} or @code{lookup-key}, this numeric code is translated
978 into the equivalent meta character.  @xref{Character Type}.
980   Strings cannot hold characters that have the hyper, super, or alt
981 modifiers.
983 @node Text Props and Strings
984 @subsubsection Text Properties in Strings
986   A string can hold properties for the characters it contains, in
987 addition to the characters themselves.  This enables programs that copy
988 text between strings and buffers to copy the text's properties with no
989 special effort.  @xref{Text Properties}, for an explanation of what text
990 properties mean.  Strings with text properties use a special read and
991 print syntax:
993 @example
994 #("@var{characters}" @var{property-data}...)
995 @end example
997 @noindent
998 where @var{property-data} consists of zero or more elements, in groups
999 of three as follows:
1001 @example
1002 @var{beg} @var{end} @var{plist}
1003 @end example
1005 @noindent
1006 The elements @var{beg} and @var{end} are integers, and together specify
1007 a range of indices in the string; @var{plist} is the property list for
1008 that range.  For example,
1010 @example
1011 #("foo bar" 0 3 (face bold) 3 4 nil 4 7 (face italic))
1012 @end example
1014 @noindent
1015 represents a string whose textual contents are @samp{foo bar}, in which
1016 the first three characters have a @code{face} property with value
1017 @code{bold}, and the last three have a @code{face} property with value
1018 @code{italic}.  (The fourth character has no text properties, so its
1019 property list is @code{nil}.  It is not actually necessary to mention
1020 ranges with @code{nil} as the property list, since any characters not
1021 mentioned in any range will default to having no properties.)
1023 @node Vector Type
1024 @subsection Vector Type
1026   A @dfn{vector} is a one-dimensional array of elements of any type.  It
1027 takes a constant amount of time to access any element of a vector.  (In
1028 a list, the access time of an element is proportional to the distance of
1029 the element from the beginning of the list.)
1031   The printed representation of a vector consists of a left square
1032 bracket, the elements, and a right square bracket.  This is also the
1033 read syntax.  Like numbers and strings, vectors are considered constants
1034 for evaluation.
1036 @example
1037 [1 "two" (three)]      ; @r{A vector of three elements.}
1038      @result{} [1 "two" (three)]
1039 @end example
1041   @xref{Vectors}, for functions that work with vectors.
1043 @node Char-Table Type
1044 @subsection Char-Table Type
1046   A @dfn{char-table} is a one-dimensional array of elements of any type,
1047 indexed by character codes.  Char-tables have certain extra features to
1048 make them more useful for many jobs that involve assigning information
1049 to character codes---for example, a char-table can have a parent to
1050 inherit from, a default value, and a small number of extra slots to use for
1051 special purposes.  A char-table can also specify a single value for
1052 a whole character set.
1054   The printed representation of a char-table is like a vector
1055 except that there is an extra @samp{#^} at the beginning.
1057   @xref{Char-Tables}, for special functions to operate on char-tables.
1058 Uses of char-tables include:
1060 @itemize @bullet
1061 @item
1062 Case tables (@pxref{Case Tables}).
1064 @item
1065 Character category tables (@pxref{Categories}).
1067 @item
1068 Display tables (@pxref{Display Tables}).
1070 @item
1071 Syntax tables (@pxref{Syntax Tables}).
1072 @end itemize
1074 @node Bool-Vector Type
1075 @subsection Bool-Vector Type
1077   A @dfn{bool-vector} is a one-dimensional array of elements that
1078 must be @code{t} or @code{nil}.
1080   The printed representation of a bool-vector is like a string, except
1081 that it begins with @samp{#&} followed by the length.  The string
1082 constant that follows actually specifies the contents of the bool-vector
1083 as a bitmap---each ``character'' in the string contains 8 bits, which
1084 specify the next 8 elements of the bool-vector (1 stands for @code{t},
1085 and 0 for @code{nil}).  The least significant bits of the character
1086 correspond to the lowest indices in the bool-vector.  If the length is not a
1087 multiple of 8, the printed representation shows extra elements, but
1088 these extras really make no difference.
1090 @example
1091 (make-bool-vector 3 t)
1092      @result{} #&3"\007"
1093 (make-bool-vector 3 nil)
1094      @result{} #&3"\0"
1095 ;; @r{These are equal since only the first 3 bits are used.}
1096 (equal #&3"\377" #&3"\007")
1097      @result{} t
1098 @end example
1100 @node Hash Table Type
1101 @subsection Hash Table Type
1103     A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
1104 alist in that it maps keys to corresponding values, but much faster.
1105 Hash tables are a new feature in Emacs 21; they have no read syntax, and
1106 print using hash notation.  @xref{Hash Tables}.
1108 @example
1109 (make-hash-table)
1110      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
1111 @end example
1113 @node Function Type
1114 @subsection Function Type
1116   Just as functions in other programming languages are executable,
1117 @dfn{Lisp function} objects are pieces of executable code.  However,
1118 functions in Lisp are primarily Lisp objects, and only secondarily the
1119 text which represents them.  These Lisp objects are lambda expressions:
1120 lists whose first element is the symbol @code{lambda} (@pxref{Lambda
1121 Expressions}).
1123   In most programming languages, it is impossible to have a function
1124 without a name.  In Lisp, a function has no intrinsic name.  A lambda
1125 expression is also called an @dfn{anonymous function} (@pxref{Anonymous
1126 Functions}).  A named function in Lisp is actually a symbol with a valid
1127 function in its function cell (@pxref{Defining Functions}).
1129   Most of the time, functions are called when their names are written in
1130 Lisp expressions in Lisp programs.  However, you can construct or obtain
1131 a function object at run time and then call it with the primitive
1132 functions @code{funcall} and @code{apply}.  @xref{Calling Functions}.
1134 @node Macro Type
1135 @subsection Macro Type
1137   A @dfn{Lisp macro} is a user-defined construct that extends the Lisp
1138 language.  It is represented as an object much like a function, but with
1139 different argument-passing semantics.  A Lisp macro has the form of a
1140 list whose first element is the symbol @code{macro} and whose @sc{cdr}
1141 is a Lisp function object, including the @code{lambda} symbol.
1143   Lisp macro objects are usually defined with the built-in
1144 @code{defmacro} function, but any list that begins with @code{macro} is
1145 a macro as far as Emacs is concerned.  @xref{Macros}, for an explanation
1146 of how to write a macro.
1148   @strong{Warning}: Lisp macros and keyboard macros (@pxref{Keyboard
1149 Macros}) are entirely different things.  When we use the word ``macro''
1150 without qualification, we mean a Lisp macro, not a keyboard macro.
1152 @node Primitive Function Type
1153 @subsection Primitive Function Type
1154 @cindex special forms
1156   A @dfn{primitive function} is a function callable from Lisp but
1157 written in the C programming language.  Primitive functions are also
1158 called @dfn{subrs} or @dfn{built-in functions}.  (The word ``subr'' is
1159 derived from ``subroutine''.)  Most primitive functions evaluate all
1160 their arguments when they are called.  A primitive function that does
1161 not evaluate all its arguments is called a @dfn{special form}
1162 (@pxref{Special Forms}).@refill
1164   It does not matter to the caller of a function whether the function is
1165 primitive.  However, this does matter if you try to redefine a primitive
1166 with a function written in Lisp.  The reason is that the primitive
1167 function may be called directly from C code.  Calls to the redefined
1168 function from Lisp will use the new definition, but calls from C code
1169 may still use the built-in definition.  Therefore, @strong{we discourage
1170 redefinition of primitive functions}.
1172   The term @dfn{function} refers to all Emacs functions, whether written
1173 in Lisp or C.  @xref{Function Type}, for information about the
1174 functions written in Lisp.
1176   Primitive functions have no read syntax and print in hash notation
1177 with the name of the subroutine.
1179 @example
1180 @group
1181 (symbol-function 'car)          ; @r{Access the function cell}
1182                                 ;   @r{of the symbol.}
1183      @result{} #<subr car>
1184 (subrp (symbol-function 'car))  ; @r{Is this a primitive function?}
1185      @result{} t                       ; @r{Yes.}
1186 @end group
1187 @end example
1189 @node Byte-Code Type
1190 @subsection Byte-Code Function Type
1192 The byte compiler produces @dfn{byte-code function objects}.
1193 Internally, a byte-code function object is much like a vector; however,
1194 the evaluator handles this data type specially when it appears as a
1195 function to be called.  @xref{Byte Compilation}, for information about
1196 the byte compiler.
1198 The printed representation and read syntax for a byte-code function
1199 object is like that for a vector, with an additional @samp{#} before the
1200 opening @samp{[}.
1202 @node Autoload Type
1203 @subsection Autoload Type
1205   An @dfn{autoload object} is a list whose first element is the symbol
1206 @code{autoload}.  It is stored as the function definition of a symbol,
1207 where it serves as a placeholder for the real definition.  The autoload
1208 object says that the real definition is found in a file of Lisp code
1209 that should be loaded when necessary.  It contains the name of the file,
1210 plus some other information about the real definition.
1212   After the file has been loaded, the symbol should have a new function
1213 definition that is not an autoload object.  The new definition is then
1214 called as if it had been there to begin with.  From the user's point of
1215 view, the function call works as expected, using the function definition
1216 in the loaded file.
1218   An autoload object is usually created with the function
1219 @code{autoload}, which stores the object in the function cell of a
1220 symbol.  @xref{Autoload}, for more details.
1222 @node Editing Types
1223 @section Editing Types
1224 @cindex editing types
1226   The types in the previous section are used for general programming
1227 purposes, and most of them are common to most Lisp dialects.  Emacs Lisp
1228 provides several additional data types for purposes connected with
1229 editing.
1231 @menu
1232 * Buffer Type::         The basic object of editing.
1233 * Marker Type::         A position in a buffer.
1234 * Window Type::         Buffers are displayed in windows.
1235 * Frame Type::          Windows subdivide frames.
1236 * Window Configuration Type::   Recording the way a frame is subdivided.
1237 * Frame Configuration Type::    Recording the status of all frames.
1238 * Process Type::        A process running on the underlying OS.
1239 * Stream Type::         Receive or send characters.
1240 * Keymap Type::         What function a keystroke invokes.
1241 * Overlay Type::        How an overlay is represented.
1242 @end menu
1244 @node Buffer Type
1245 @subsection Buffer Type
1247   A @dfn{buffer} is an object that holds text that can be edited
1248 (@pxref{Buffers}).  Most buffers hold the contents of a disk file
1249 (@pxref{Files}) so they can be edited, but some are used for other
1250 purposes.  Most buffers are also meant to be seen by the user, and
1251 therefore displayed, at some time, in a window (@pxref{Windows}).  But a
1252 buffer need not be displayed in any window.
1254   The contents of a buffer are much like a string, but buffers are not
1255 used like strings in Emacs Lisp, and the available operations are
1256 different.  For example, you can insert text efficiently into an
1257 existing buffer, altering the buffer's contents, whereas ``inserting''
1258 text into a string requires concatenating substrings, and the result is
1259 an entirely new string object.
1261   Each buffer has a designated position called @dfn{point}
1262 (@pxref{Positions}).  At any time, one buffer is the @dfn{current
1263 buffer}.  Most editing commands act on the contents of the current
1264 buffer in the neighborhood of point.  Many of the standard Emacs
1265 functions manipulate or test the characters in the current buffer; a
1266 whole chapter in this manual is devoted to describing these functions
1267 (@pxref{Text}).
1269   Several other data structures are associated with each buffer:
1271 @itemize @bullet
1272 @item
1273 a local syntax table (@pxref{Syntax Tables});
1275 @item
1276 a local keymap (@pxref{Keymaps}); and,
1278 @item
1279 a list of buffer-local variable bindings (@pxref{Buffer-Local Variables}).
1281 @item
1282 overlays (@pxref{Overlays}).
1284 @item
1285 text properties for the text in the buffer (@pxref{Text Properties}).
1286 @end itemize
1288 @noindent
1289 The local keymap and variable list contain entries that individually
1290 override global bindings or values.  These are used to customize the
1291 behavior of programs in different buffers, without actually changing the
1292 programs.
1294   A buffer may be @dfn{indirect}, which means it shares the text
1295 of another buffer, but presents it differently.  @xref{Indirect Buffers}.
1297   Buffers have no read syntax.  They print in hash notation, showing the
1298 buffer name.
1300 @example
1301 @group
1302 (current-buffer)
1303      @result{} #<buffer objects.texi>
1304 @end group
1305 @end example
1307 @node Marker Type
1308 @subsection Marker Type
1310   A @dfn{marker} denotes a position in a specific buffer.  Markers
1311 therefore have two components: one for the buffer, and one for the
1312 position.  Changes in the buffer's text automatically relocate the
1313 position value as necessary to ensure that the marker always points
1314 between the same two characters in the buffer.
1316   Markers have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1317 current character position and the name of the buffer.
1319 @example
1320 @group
1321 (point-marker)
1322      @result{} #<marker at 10779 in objects.texi>
1323 @end group
1324 @end example
1326 @xref{Markers}, for information on how to test, create, copy, and move
1327 markers.
1329 @node Window Type
1330 @subsection Window Type
1332   A @dfn{window} describes the portion of the terminal screen that Emacs
1333 uses to display a buffer.  Every window has one associated buffer, whose
1334 contents appear in the window.  By contrast, a given buffer may appear
1335 in one window, no window, or several windows.
1337   Though many windows may exist simultaneously, at any time one window
1338 is designated the @dfn{selected window}.  This is the window where the
1339 cursor is (usually) displayed when Emacs is ready for a command.  The
1340 selected window usually displays the current buffer, but this is not
1341 necessarily the case.
1343   Windows are grouped on the screen into frames; each window belongs to
1344 one and only one frame.  @xref{Frame Type}.
1346   Windows have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1347 window number and the name of the buffer being displayed.  The window
1348 numbers exist to identify windows uniquely, since the buffer displayed
1349 in any given window can change frequently.
1351 @example
1352 @group
1353 (selected-window)
1354      @result{} #<window 1 on objects.texi>
1355 @end group
1356 @end example
1358   @xref{Windows}, for a description of the functions that work on windows.
1360 @node Frame Type
1361 @subsection Frame Type
1363   A @dfn{frame} is a rectangle on the screen that contains one or more
1364 Emacs windows.  A frame initially contains a single main window (plus
1365 perhaps a minibuffer window) which you can subdivide vertically or
1366 horizontally into smaller windows.
1368   Frames have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1369 frame's title, plus its address in core (useful to identify the frame
1370 uniquely).
1372 @example
1373 @group
1374 (selected-frame)
1375      @result{} #<frame emacs@@psilocin.gnu.org 0xdac80>
1376 @end group
1377 @end example
1379   @xref{Frames}, for a description of the functions that work on frames.
1381 @node Window Configuration Type
1382 @subsection Window Configuration Type
1383 @cindex screen layout
1385   A @dfn{window configuration} stores information about the positions,
1386 sizes, and contents of the windows in a frame, so you can recreate the
1387 same arrangement of windows later.
1389   Window configurations do not have a read syntax; their print syntax
1390 looks like @samp{#<window-configuration>}.  @xref{Window
1391 Configurations}, for a description of several functions related to
1392 window configurations.
1394 @node Frame Configuration Type
1395 @subsection Frame Configuration Type
1396 @cindex screen layout
1398   A @dfn{frame configuration} stores information about the positions,
1399 sizes, and contents of the windows in all frames.  It is actually
1400 a list whose @sc{car} is @code{frame-configuration} and whose
1401 @sc{cdr} is an alist.  Each alist element describes one frame,
1402 which appears as the @sc{car} of that element.
1404   @xref{Frame Configurations}, for a description of several functions
1405 related to frame configurations.
1407 @node Process Type
1408 @subsection Process Type
1410   The word @dfn{process} usually means a running program.  Emacs itself
1411 runs in a process of this sort.  However, in Emacs Lisp, a process is a
1412 Lisp object that designates a subprocess created by the Emacs process.
1413 Programs such as shells, GDB, ftp, and compilers, running in
1414 subprocesses of Emacs, extend the capabilities of Emacs.
1416   An Emacs subprocess takes textual input from Emacs and returns textual
1417 output to Emacs for further manipulation.  Emacs can also send signals
1418 to the subprocess.
1420   Process objects have no read syntax.  They print in hash notation,
1421 giving the name of the process:
1423 @example
1424 @group
1425 (process-list)
1426      @result{} (#<process shell>)
1427 @end group
1428 @end example
1430 @xref{Processes}, for information about functions that create, delete,
1431 return information about, send input or signals to, and receive output
1432 from processes.
1434 @node Stream Type
1435 @subsection Stream Type
1437   A @dfn{stream} is an object that can be used as a source or sink for
1438 characters---either to supply characters for input or to accept them as
1439 output.  Many different types can be used this way: markers, buffers,
1440 strings, and functions.  Most often, input streams (character sources)
1441 obtain characters from the keyboard, a buffer, or a file, and output
1442 streams (character sinks) send characters to a buffer, such as a
1443 @file{*Help*} buffer, or to the echo area.
1445   The object @code{nil}, in addition to its other meanings, may be used
1446 as a stream.  It stands for the value of the variable
1447 @code{standard-input} or @code{standard-output}.  Also, the object
1448 @code{t} as a stream specifies input using the minibuffer
1449 (@pxref{Minibuffers}) or output in the echo area (@pxref{The Echo
1450 Area}).
1452   Streams have no special printed representation or read syntax, and
1453 print as whatever primitive type they are.
1455   @xref{Read and Print}, for a description of functions
1456 related to streams, including parsing and printing functions.
1458 @node Keymap Type
1459 @subsection Keymap Type
1461   A @dfn{keymap} maps keys typed by the user to commands.  This mapping
1462 controls how the user's command input is executed.  A keymap is actually
1463 a list whose @sc{car} is the symbol @code{keymap}.
1465   @xref{Keymaps}, for information about creating keymaps, handling prefix
1466 keys, local as well as global keymaps, and changing key bindings.
1468 @node Overlay Type
1469 @subsection Overlay Type
1471   An @dfn{overlay} specifies properties that apply to a part of a
1472 buffer.  Each overlay applies to a specified range of the buffer, and
1473 contains a property list (a list whose elements are alternating property
1474 names and values).  Overlay properties are used to present parts of the
1475 buffer temporarily in a different display style.  Overlays have no read
1476 syntax, and print in hash notation, giving the buffer name and range of
1477 positions.
1479   @xref{Overlays}, for how to create and use overlays.
1481 @node Circular Objects
1482 @section Read Syntax for Circular Objects
1483 @cindex circular structure, read syntax
1484 @cindex shared structure, read syntax
1485 @cindex @samp{#@var{n}=} read syntax
1486 @cindex @samp{#@var{n}#} read syntax
1488   In Emacs 21, to represent shared or circular structure within a
1489 complex of Lisp objects, you can use the reader constructs
1490 @samp{#@var{n}=} and @samp{#@var{n}#}.
1492   Use @code{#@var{n}=} before an object to label it for later reference;
1493 subsequently, you can use @code{#@var{n}#} to refer the same object in
1494 another place.  Here, @var{n} is some integer.  For example, here is how
1495 to make a list in which the first element recurs as the third element:
1497 @example
1498 (#1=(a) b #1#)
1499 @end example
1501 @noindent
1502 This differs from ordinary syntax such as this
1504 @example
1505 ((a) b (a))
1506 @end example
1508 @noindent
1509 which would result in a list whose first and third elements
1510 look alike but are not the same Lisp object.  This shows the difference:
1512 @example
1513 (prog1 nil
1514   (setq x '(#1=(a) b #1#)))
1515 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1516      @result{} t
1517 (setq x '((a) b (a)))
1518 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1519      @result{} nil
1520 @end example
1522   You can also use the same syntax to make a circular structure, which
1523 appears as an ``element'' within itself.  Here is an example:
1525 @example
1526 #1=(a #1#)
1527 @end example
1529 @noindent
1530 This makes a list whose second element is the list itself.
1531 Here's how you can see that it really works:
1533 @example
1534 (prog1 nil
1535   (setq x '#1=(a #1#)))
1536 (eq x (cadr x))
1537      @result{} t
1538 @end example
1540   The Lisp printer can produce this syntax to record circular and shared
1541 structure in a Lisp object, if you bind the variable @code{print-circle}
1542 to a non-@code{nil} value.  @xref{Output Variables}.
1544 @node Type Predicates
1545 @section Type Predicates
1546 @cindex predicates
1547 @cindex type checking
1548 @kindex wrong-type-argument
1550   The Emacs Lisp interpreter itself does not perform type checking on
1551 the actual arguments passed to functions when they are called.  It could
1552 not do so, since function arguments in Lisp do not have declared data
1553 types, as they do in other programming languages.  It is therefore up to
1554 the individual function to test whether each actual argument belongs to
1555 a type that the function can use.
1557   All built-in functions do check the types of their actual arguments
1558 when appropriate, and signal a @code{wrong-type-argument} error if an
1559 argument is of the wrong type.  For example, here is what happens if you
1560 pass an argument to @code{+} that it cannot handle:
1562 @example
1563 @group
1564 (+ 2 'a)
1565      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, a
1566 @end group
1567 @end example
1569 @cindex type predicates
1570 @cindex testing types
1571   If you want your program to handle different types differently, you
1572 must do explicit type checking.  The most common way to check the type
1573 of an object is to call a @dfn{type predicate} function.  Emacs has a
1574 type predicate for each type, as well as some predicates for
1575 combinations of types.
1577   A type predicate function takes one argument; it returns @code{t} if
1578 the argument belongs to the appropriate type, and @code{nil} otherwise.
1579 Following a general Lisp convention for predicate functions, most type
1580 predicates' names end with @samp{p}.
1582   Here is an example which uses the predicates @code{listp} to check for
1583 a list and @code{symbolp} to check for a symbol.
1585 @example
1586 (defun add-on (x)
1587   (cond ((symbolp x)
1588          ;; If X is a symbol, put it on LIST.
1589          (setq list (cons x list)))
1590         ((listp x)
1591          ;; If X is a list, add its elements to LIST.
1592          (setq list (append x list)))
1593         (t
1594          ;; We handle only symbols and lists.
1595          (error "Invalid argument %s in add-on" x))))
1596 @end example
1598   Here is a table of predefined type predicates, in alphabetical order,
1599 with references to further information.
1601 @table @code
1602 @item atom
1603 @xref{List-related Predicates, atom}.
1605 @item arrayp
1606 @xref{Array Functions, arrayp}.
1608 @item bool-vector-p
1609 @xref{Bool-Vectors, bool-vector-p}.
1611 @item bufferp
1612 @xref{Buffer Basics, bufferp}.
1614 @item byte-code-function-p
1615 @xref{Byte-Code Type, byte-code-function-p}.
1617 @item case-table-p
1618 @xref{Case Tables, case-table-p}.
1620 @item char-or-string-p
1621 @xref{Predicates for Strings, char-or-string-p}.
1623 @item char-table-p
1624 @xref{Char-Tables, char-table-p}.
1626 @item commandp
1627 @xref{Interactive Call, commandp}.
1629 @item consp
1630 @xref{List-related Predicates, consp}.
1632 @item display-table-p
1633 @xref{Display Tables, display-table-p}.
1635 @item floatp
1636 @xref{Predicates on Numbers, floatp}.
1638 @item frame-configuration-p
1639 @xref{Frame Configurations, frame-configuration-p}.
1641 @item frame-live-p
1642 @xref{Deleting Frames, frame-live-p}.
1644 @item framep
1645 @xref{Frames, framep}.
1647 @item functionp
1648 @xref{Functions, functionp}.
1650 @item integer-or-marker-p
1651 @xref{Predicates on Markers, integer-or-marker-p}.
1653 @item integerp
1654 @xref{Predicates on Numbers, integerp}.
1656 @item keymapp
1657 @xref{Creating Keymaps, keymapp}.
1659 @item keywordp
1660 @xref{Constant Variables}.
1662 @item listp
1663 @xref{List-related Predicates, listp}.
1665 @item markerp
1666 @xref{Predicates on Markers, markerp}.
1668 @item wholenump
1669 @xref{Predicates on Numbers, wholenump}.
1671 @item nlistp
1672 @xref{List-related Predicates, nlistp}.
1674 @item numberp
1675 @xref{Predicates on Numbers, numberp}.
1677 @item number-or-marker-p
1678 @xref{Predicates on Markers, number-or-marker-p}.
1680 @item overlayp
1681 @xref{Overlays, overlayp}.
1683 @item processp
1684 @xref{Processes, processp}.
1686 @item sequencep
1687 @xref{Sequence Functions, sequencep}.
1689 @item stringp
1690 @xref{Predicates for Strings, stringp}.
1692 @item subrp
1693 @xref{Function Cells, subrp}.
1695 @item symbolp
1696 @xref{Symbols, symbolp}.
1698 @item syntax-table-p
1699 @xref{Syntax Tables, syntax-table-p}.
1701 @item user-variable-p
1702 @xref{Defining Variables, user-variable-p}.
1704 @item vectorp
1705 @xref{Vectors, vectorp}.
1707 @item window-configuration-p
1708 @xref{Window Configurations, window-configuration-p}.
1710 @item window-live-p
1711 @xref{Deleting Windows, window-live-p}.
1713 @item windowp
1714 @xref{Basic Windows, windowp}.
1715 @end table
1717   The most general way to check the type of an object is to call the
1718 function @code{type-of}.  Recall that each object belongs to one and
1719 only one primitive type; @code{type-of} tells you which one (@pxref{Lisp
1720 Data Types}).  But @code{type-of} knows nothing about non-primitive
1721 types.  In most cases, it is more convenient to use type predicates than
1722 @code{type-of}.
1724 @defun type-of object
1725 This function returns a symbol naming the primitive type of
1726 @var{object}.  The value is one of the symbols @code{symbol},
1727 @code{integer}, @code{float}, @code{string}, @code{cons}, @code{vector},
1728 @code{char-table}, @code{bool-vector}, @code{hash-table}, @code{subr},
1729 @code{compiled-function}, @code{marker}, @code{overlay}, @code{window},
1730 @code{buffer}, @code{frame}, @code{process}, or
1731 @code{window-configuration}.
1733 @example
1734 (type-of 1)
1735      @result{} integer
1736 (type-of 'nil)
1737      @result{} symbol
1738 (type-of '())    ; @r{@code{()} is @code{nil}.}
1739      @result{} symbol
1740 (type-of '(x))
1741      @result{} cons
1742 @end example
1743 @end defun
1745 @node Equality Predicates
1746 @section Equality Predicates
1747 @cindex equality
1749   Here we describe two functions that test for equality between any two
1750 objects.  Other functions test equality between objects of specific
1751 types, e.g., strings.  For these predicates, see the appropriate chapter
1752 describing the data type.
1754 @defun eq object1 object2
1755 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1756 the same object, @code{nil} otherwise.  The ``same object'' means that a
1757 change in one will be reflected by the same change in the other.
1759 @code{eq} returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1760 integers with the same value.  Also, since symbol names are normally
1761 unique, if the arguments are symbols with the same name, they are
1762 @code{eq}.  For other types (e.g., lists, vectors, strings), two
1763 arguments with the same contents or elements are not necessarily
1764 @code{eq} to each other: they are @code{eq} only if they are the same
1765 object.
1767 @example
1768 @group
1769 (eq 'foo 'foo)
1770      @result{} t
1771 @end group
1773 @group
1774 (eq 456 456)
1775      @result{} t
1776 @end group
1778 @group
1779 (eq "asdf" "asdf")
1780      @result{} nil
1781 @end group
1783 @group
1784 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1785      @result{} nil
1786 @end group
1788 @group
1789 (setq foo '(1 (2 (3))))
1790      @result{} (1 (2 (3)))
1791 (eq foo foo)
1792      @result{} t
1793 (eq foo '(1 (2 (3))))
1794      @result{} nil
1795 @end group
1797 @group
1798 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1799      @result{} nil
1800 @end group
1802 @group
1803 (eq (point-marker) (point-marker))
1804      @result{} nil
1805 @end group
1806 @end example
1808 The @code{make-symbol} function returns an uninterned symbol, distinct
1809 from the symbol that is used if you write the name in a Lisp expression.
1810 Distinct symbols with the same name are not @code{eq}.  @xref{Creating
1811 Symbols}.
1813 @example
1814 @group
1815 (eq (make-symbol "foo") 'foo)
1816      @result{} nil
1817 @end group
1818 @end example
1819 @end defun
1821 @defun equal object1 object2
1822 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} have
1823 equal components, @code{nil} otherwise.  Whereas @code{eq} tests if its
1824 arguments are the same object, @code{equal} looks inside nonidentical
1825 arguments to see if their elements or contents are the same.  So, if two
1826 objects are @code{eq}, they are @code{equal}, but the converse is not
1827 always true.
1829 @example
1830 @group
1831 (equal 'foo 'foo)
1832      @result{} t
1833 @end group
1835 @group
1836 (equal 456 456)
1837      @result{} t
1838 @end group
1840 @group
1841 (equal "asdf" "asdf")
1842      @result{} t
1843 @end group
1844 @group
1845 (eq "asdf" "asdf")
1846      @result{} nil
1847 @end group
1849 @group
1850 (equal '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1851      @result{} t
1852 @end group
1853 @group
1854 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1855      @result{} nil
1856 @end group
1858 @group
1859 (equal [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1860      @result{} t
1861 @end group
1862 @group
1863 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1864      @result{} nil
1865 @end group
1867 @group
1868 (equal (point-marker) (point-marker))
1869      @result{} t
1870 @end group
1872 @group
1873 (eq (point-marker) (point-marker))
1874      @result{} nil
1875 @end group
1876 @end example
1878 Comparison of strings is case-sensitive, but does not take account of
1879 text properties---it compares only the characters in the strings.
1880 A unibyte string never equals a multibyte string unless the
1881 contents are entirely @sc{ascii} (@pxref{Text Representations}).
1883 @example
1884 @group
1885 (equal "asdf" "ASDF")
1886      @result{} nil
1887 @end group
1888 @end example
1890 However, two distinct buffers are never considered @code{equal}, even if
1891 their textual contents are the same.
1892 @end defun
1894   The test for equality is implemented recursively; for example, given
1895 two cons cells @var{x} and @var{y}, @code{(equal @var{x} @var{y})}
1896 returns @code{t} if and only if both the expressions below return
1897 @code{t}:
1899 @example
1900 (equal (car @var{x}) (car @var{y}))
1901 (equal (cdr @var{x}) (cdr @var{y}))
1902 @end example
1904 Because of this recursive method, circular lists may therefore cause
1905 infinite recursion (leading to an error).
1907 @ignore
1908    arch-tag: 9711a66e-4749-4265-9e8c-972d55b67096
1909 @end ignore