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[emacs.git] / lispref / control.texi
blob7fa06693e4dce69f8426bb28b36d23342d1ad106
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994 Free Software Foundation, Inc. 
4 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
5 @setfilename ../info/control
6 @node Control Structures, Variables, Evaluation, Top
7 @chapter Control Structures
8 @cindex special forms for control structures
9 @cindex control structures
11   A Lisp program consists of expressions or @dfn{forms} (@pxref{Forms}).
12 We control the order of execution of the forms by enclosing them in
13 @dfn{control structures}.  Control structures are special forms which
14 control when, whether, or how many times to execute the forms they contain.
16   The simplest control structure is sequential execution: first form
17 @var{a}, then form @var{b}, and so on.  This is what happens when you
18 write several forms in succession in the body of a function, or at top
19 level in a file of Lisp code---the forms are executed in the order they
20 are written.  We call this @dfn{textual order}.  For example, if a
21 function body consists of two forms @var{a} and @var{b}, evaluation of
22 the function evaluates first @var{a} and then @var{b}, and the
23 function's value is the value of @var{b}.
25   Emacs Lisp provides several kinds of control structure, including
26 other varieties of sequencing, function calls, conditionals, iteration,
27 and (controlled) jumps.  The built-in control structures are special
28 forms since their subforms are not necessarily evaluated.  You can use
29 macros to define your own control structure constructs (@pxref{Macros}).
31 @menu
32 * Sequencing::             Evaluation in textual order.
33 * Conditionals::           @code{if}, @code{cond}.
34 * Combining Conditions::   @code{and}, @code{or}, @code{not}.
35 * Iteration::              @code{while} loops.
36 * Nonlocal Exits::         Jumping out of a sequence.
37 @end menu
39 @node Sequencing
40 @section Sequencing
42   Evaluating forms in the order they are written is the most common
43 control structure.  Sometimes this happens automatically, such as in a
44 function body.  Elsewhere you must use a control structure construct to
45 do this: @code{progn}, the simplest control construct of Lisp.
47   A @code{progn} special form looks like this:
49 @example
50 @group
51 (progn @var{a} @var{b} @var{c} @dots{})
52 @end group
53 @end example
55 @noindent
56 and it says to execute the forms @var{a}, @var{b}, @var{c} and so on, in
57 that order.  These forms are called the body of the @code{progn} form.
58 The value of the last form in the body becomes the value of the entire
59 @code{progn}.
61 @cindex implicit @code{progn}
62   In the early days of Lisp, @code{progn} was the only way to execute
63 two or more forms in succession and use the value of the last of them.
64 But programmers found they often needed to use a @code{progn} in the
65 body of a function, where (at that time) only one form was allowed.  So
66 the body of a function was made into an ``implicit @code{progn}'':
67 several forms are allowed just as in the body of an actual @code{progn}.
68 Many other control structures likewise contain an implicit @code{progn}.
69 As a result, @code{progn} is not used as often as it used to be.  It is
70 needed now most often inside of an @code{unwind-protect}, @code{and},
71 @code{or}, or the @var{else}-part of an @code{if}.
73 @defspec progn forms@dots{}
74 This special form evaluates all of the @var{forms}, in textual
75 order, returning the result of the final form.
77 @example
78 @group
79 (progn (print "The first form")
80        (print "The second form")
81        (print "The third form"))
82      @print{} "The first form"
83      @print{} "The second form"
84      @print{} "The third form"
85 @result{} "The third form"
86 @end group
87 @end example
88 @end defspec
90   Two other control constructs likewise evaluate a series of forms but return
91 a different value:
93 @defspec prog1 form1 forms@dots{}
94 This special form evaluates @var{form1} and all of the @var{forms}, in
95 textual order, returning the result of @var{form1}.
97 @example
98 @group
99 (prog1 (print "The first form")
100        (print "The second form")
101        (print "The third form"))
102      @print{} "The first form"
103      @print{} "The second form"
104      @print{} "The third form"
105 @result{} "The first form"
106 @end group
107 @end example
109 Here is a way to remove the first element from a list in the variable
110 @code{x}, then return the value of that former element:
112 @example
113 (prog1 (car x) (setq x (cdr x)))
114 @end example
115 @end defspec
117 @defspec prog2 form1 form2 forms@dots{}
118 This special form evaluates @var{form1}, @var{form2}, and all of the
119 following @var{forms}, in textual order, returning the result of
120 @var{form2}.
122 @example
123 @group
124 (prog2 (print "The first form")
125        (print "The second form")
126        (print "The third form"))
127      @print{} "The first form"
128      @print{} "The second form"
129      @print{} "The third form"
130 @result{} "The second form"
131 @end group
132 @end example
133 @end defspec
135 @node Conditionals
136 @section Conditionals
137 @cindex conditional evaluation
139   Conditional control structures choose among alternatives.  Emacs Lisp
140 has two conditional forms: @code{if}, which is much the same as in other
141 languages, and @code{cond}, which is a generalized case statement.
143 @defspec if condition then-form else-forms@dots{}
144 @code{if} chooses between the @var{then-form} and the @var{else-forms}
145 based on the value of @var{condition}.  If the evaluated @var{condition} is
146 non-@code{nil}, @var{then-form} is evaluated and the result returned.
147 Otherwise, the @var{else-forms} are evaluated in textual order, and the
148 value of the last one is returned.  (The @var{else} part of @code{if} is
149 an example of an implicit @code{progn}.  @xref{Sequencing}.) 
151 If @var{condition} has the value @code{nil}, and no @var{else-forms} are
152 given, @code{if} returns @code{nil}.
154 @code{if} is a special form because the branch which is not selected is
155 never evaluated---it is ignored.  Thus, in the example below,
156 @code{true} is not printed because @code{print} is never called.
158 @example
159 @group
160 (if nil 
161     (print 'true) 
162   'very-false)
163 @result{} very-false
164 @end group
165 @end example
166 @end defspec
168 @defspec cond clause@dots{}
169 @code{cond} chooses among an arbitrary number of alternatives.  Each
170 @var{clause} in the @code{cond} must be a list.  The @sc{car} of this
171 list is the @var{condition}; the remaining elements, if any, the
172 @var{body-forms}.  Thus, a clause looks like this:
174 @example
175 (@var{condition} @var{body-forms}@dots{})
176 @end example
178 @code{cond} tries the clauses in textual order, by evaluating the
179 @var{condition} of each clause.  If the value of @var{condition} is
180 non-@code{nil}, the clause ``succeeds''; then @code{cond} evaluates its
181 @var{body-forms}, and the value of the last of @var{body-forms} becomes
182 the value of the @code{cond}.  The remaining clauses are ignored.
184 If the value of @var{condition} is @code{nil}, the clause ``fails'', so
185 the @code{cond} moves on to the following clause, trying its
186 @var{condition}.
188 If every @var{condition} evaluates to @code{nil}, so that every clause
189 fails, @code{cond} returns @code{nil}.
191 A clause may also look like this:
193 @example
194 (@var{condition})
195 @end example
197 @noindent
198 Then, if @var{condition} is non-@code{nil} when tested, the value of
199 @var{condition} becomes the value of the @code{cond} form.
201 The following example has four clauses, which test for the cases where
202 the value of @code{x} is a number, string, buffer and symbol,
203 respectively:
205 @example
206 @group
207 (cond ((numberp x) x)
208       ((stringp x) x)
209       ((bufferp x)
210        (setq temporary-hack x) ; @r{multiple body-forms}
211        (buffer-name x))        ; @r{in one clause}
212       ((symbolp x) (symbol-value x)))
213 @end group
214 @end example
216 Often we want to execute the last clause whenever none of the previous
217 clauses was successful.  To do this, we use @code{t} as the
218 @var{condition} of the last clause, like this: @code{(t
219 @var{body-forms})}.  The form @code{t} evaluates to @code{t}, which is
220 never @code{nil}, so this clause never fails, provided the @code{cond}
221 gets to it at all.
223 For example, 
225 @example
226 @group
227 (cond ((eq a 1) 'foo)
228       (t "default"))
229 @result{} "default"
230 @end group
231 @end example
233 @noindent
234 This expression is a @code{cond} which returns @code{foo} if the value
235 of @code{a} is 1, and returns the string @code{"default"} otherwise.
236 @end defspec
238 Both @code{cond} and @code{if} can usually be written in terms of the
239 other.  Therefore, the choice between them is a matter of style.  For
240 example:
242 @example
243 @group
244 (if @var{a} @var{b} @var{c})
245 @equiv{}
246 (cond (@var{a} @var{b}) (t @var{c}))
247 @end group
248 @end example
250 @node Combining Conditions
251 @section Constructs for Combining Conditions
253   This section describes three constructs that are often used together
254 with @code{if} and @code{cond} to express complicated conditions.  The
255 constructs @code{and} and @code{or} can also be used individually as
256 kinds of multiple conditional constructs.
258 @defun not condition
259 This function tests for the falsehood of @var{condition}.  It returns
260 @code{t} if @var{condition} is @code{nil}, and @code{nil} otherwise.
261 The function @code{not} is identical to @code{null}, and we recommend
262 using the name @code{null} if you are testing for an empty list.
263 @end defun
265 @defspec and conditions@dots{}
266 The @code{and} special form tests whether all the @var{conditions} are
267 true.  It works by evaluating the @var{conditions} one by one in the
268 order written.
270 If any of the @var{conditions} evaluates to @code{nil}, then the result
271 of the @code{and} must be @code{nil} regardless of the remaining
272 @var{conditions}; so @code{and} returns right away, ignoring the
273 remaining @var{conditions}.
275 If all the @var{conditions} turn out non-@code{nil}, then the value of
276 the last of them becomes the value of the @code{and} form.
278 Here is an example.  The first condition returns the integer 1, which is
279 not @code{nil}.  Similarly, the second condition returns the integer 2,
280 which is not @code{nil}.  The third condition is @code{nil}, so the
281 remaining condition is never evaluated.
283 @example
284 @group
285 (and (print 1) (print 2) nil (print 3))
286      @print{} 1
287      @print{} 2
288 @result{} nil
289 @end group
290 @end example
292 Here is a more realistic example of using @code{and}:
294 @example
295 @group
296 (if (and (consp foo) (eq (car foo) 'x))
297     (message "foo is a list starting with x"))
298 @end group
299 @end example
301 @noindent
302 Note that @code{(car foo)} is not executed if @code{(consp foo)} returns
303 @code{nil}, thus avoiding an error.
305 @code{and} can be expressed in terms of either @code{if} or @code{cond}.
306 For example:
308 @example
309 @group
310 (and @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
311 @equiv{}
312 (if @var{arg1} (if @var{arg2} @var{arg3}))
313 @equiv{}
314 (cond (@var{arg1} (cond (@var{arg2} @var{arg3}))))
315 @end group
316 @end example
317 @end defspec
319 @defspec or conditions@dots{}
320 The @code{or} special form tests whether at least one of the
321 @var{conditions} is true.  It works by evaluating all the
322 @var{conditions} one by one in the order written.
324 If any of the @var{conditions} evaluates to a non-@code{nil} value, then
325 the result of the @code{or} must be non-@code{nil}; so @code{or} returns
326 right away, ignoring the remaining @var{conditions}.  The value it
327 returns is the non-@code{nil} value of the condition just evaluated.
329 If all the @var{conditions} turn out @code{nil}, then the @code{or}
330 expression returns @code{nil}.
332 For example, this expression tests whether @code{x} is either 0 or
333 @code{nil}:
335 @example
336 (or (eq x nil) (eq x 0))
337 @end example
339 Like the @code{and} construct, @code{or} can be written in terms of
340 @code{cond}.  For example:
342 @example
343 @group
344 (or @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3})
345 @equiv{}
346 (cond (@var{arg1})
347       (@var{arg2})
348       (@var{arg3}))
349 @end group
350 @end example
352 You could almost write @code{or} in terms of @code{if}, but not quite:
354 @example
355 @group
356 (if @var{arg1} @var{arg1}
357   (if @var{arg2} @var{arg2} 
358     @var{arg3}))
359 @end group
360 @end example
362 @noindent
363 This is not completely equivalent because it can evaluate @var{arg1} or
364 @var{arg2} twice.  By contrast, @code{(or @var{arg1} @var{arg2}
365 @var{arg3})} never evaluates any argument more than once.
366 @end defspec
368 @node Iteration
369 @section Iteration
370 @cindex iteration
371 @cindex recursion
373   Iteration means executing part of a program repetitively.  For
374 example, you might want to repeat some computation once for each element
375 of a list, or once for each integer from 0 to @var{n}.  You can do this
376 in Emacs Lisp with the special form @code{while}:
378 @defspec while condition forms@dots{}
379 @code{while} first evaluates @var{condition}.  If the result is
380 non-@code{nil}, it evaluates @var{forms} in textual order.  Then it
381 reevaluates @var{condition}, and if the result is non-@code{nil}, it
382 evaluates @var{forms} again.  This process repeats until @var{condition}
383 evaluates to @code{nil}.
385 There is no limit on the number of iterations that may occur.  The loop
386 will continue until either @var{condition} evaluates to @code{nil} or
387 until an error or @code{throw} jumps out of it (@pxref{Nonlocal Exits}).
389 The value of a @code{while} form is always @code{nil}.
391 @example
392 @group
393 (setq num 0)
394      @result{} 0
395 @end group
396 @group
397 (while (< num 4)
398   (princ (format "Iteration %d." num))
399   (setq num (1+ num)))
400      @print{} Iteration 0.
401      @print{} Iteration 1.
402      @print{} Iteration 2.
403      @print{} Iteration 3.
404      @result{} nil
405 @end group
406 @end example
408 If you would like to execute something on each iteration before the
409 end-test, put it together with the end-test in a @code{progn} as the
410 first argument of @code{while}, as shown here:
412 @example
413 @group
414 (while (progn
415          (forward-line 1)
416          (not (looking-at "^$"))))
417 @end group
418 @end example
420 @noindent
421 This moves forward one line and continues moving by lines until an empty
422 line is reached.
423 @end defspec
425 @node Nonlocal Exits
426 @section Nonlocal Exits
427 @cindex nonlocal exits
429   A @dfn{nonlocal exit} is a transfer of control from one point in a
430 program to another remote point.  Nonlocal exits can occur in Emacs Lisp
431 as a result of errors; you can also use them under explicit control.
432 Nonlocal exits unbind all variable bindings made by the constructs being
433 exited.
435 @menu
436 * Catch and Throw::     Nonlocal exits for the program's own purposes.
437 * Examples of Catch::   Showing how such nonlocal exits can be written.
438 * Errors::              How errors are signaled and handled.
439 * Cleanups::            Arranging to run a cleanup form if an error happens.
440 @end menu
442 @node Catch and Throw
443 @subsection Explicit Nonlocal Exits: @code{catch} and @code{throw}
445   Most control constructs affect only the flow of control within the
446 construct itself.  The function @code{throw} is the exception to this
447 rule of normal program execution: it performs a nonlocal exit on
448 request.  (There are other exceptions, but they are for error handling
449 only.)  @code{throw} is used inside a @code{catch}, and jumps back to
450 that @code{catch}.  For example:
452 @example
453 @group
454 (catch 'foo
455   (progn
456     @dots{}
457       (throw 'foo t)
458     @dots{}))
459 @end group
460 @end example
462 @noindent
463 The @code{throw} transfers control straight back to the corresponding
464 @code{catch}, which returns immediately.  The code following the
465 @code{throw} is not executed.  The second argument of @code{throw} is used
466 as the return value of the @code{catch}.
468   The @code{throw} and the @code{catch} are matched through the first
469 argument: @code{throw} searches for a @code{catch} whose first argument
470 is @code{eq} to the one specified.  Thus, in the above example, the
471 @code{throw} specifies @code{foo}, and the @code{catch} specifies the
472 same symbol, so that @code{catch} is applicable.  If there is more than
473 one applicable @code{catch}, the innermost one takes precedence.
475   Executing @code{throw} exits all Lisp constructs up to the matching
476 @code{catch}, including function calls.  When binding constructs such as
477 @code{let} or function calls are exited in this way, the bindings are
478 unbound, just as they are when these constructs exit normally
479 (@pxref{Local Variables}).  Likewise, @code{throw} restores the buffer
480 and position saved by @code{save-excursion} (@pxref{Excursions}), and
481 the narrowing status saved by @code{save-restriction} and the window
482 selection saved by @code{save-window-excursion} (@pxref{Window
483 Configurations}).  It also runs any cleanups established with the
484 @code{unwind-protect} special form when it exits that form.
486   The @code{throw} need not appear lexically within the @code{catch}
487 that it jumps to.  It can equally well be called from another function
488 called within the @code{catch}.  As long as the @code{throw} takes place
489 chronologically after entry to the @code{catch}, and chronologically
490 before exit from it, it has access to that @code{catch}.  This is why
491 @code{throw} can be used in commands such as @code{exit-recursive-edit}
492 which throw back to the editor command loop (@pxref{Recursive Editing}).
494 @cindex CL note---only @code{throw} in Emacs
495 @quotation
496 @b{Common Lisp note:} most other versions of Lisp, including Common Lisp,
497 have several ways of transferring control nonsequentially: @code{return},
498 @code{return-from}, and @code{go}, for example.  Emacs Lisp has only
499 @code{throw}.
500 @end quotation
502 @defspec catch tag body@dots{}
503 @cindex tag on run time stack
504 @code{catch} establishes a return point for the @code{throw} function.  The
505 return point is distinguished from other such return points by @var{tag},
506 which may be any Lisp object.  The argument @var{tag} is evaluated normally
507 before the return point is established.
509 With the return point in effect, @code{catch} evaluates the forms of the
510 @var{body} in textual order.  If the forms execute normally, without
511 error or nonlocal exit, the value of the last body form is returned from
512 the @code{catch}.
514 If a @code{throw} is done within @var{body} specifying the same value
515 @var{tag}, the @code{catch} exits immediately; the value it returns is
516 whatever was specified as the second argument of @code{throw}.
517 @end defspec
519 @defun throw tag value
520 The purpose of @code{throw} is to return from a return point previously
521 established with @code{catch}.  The argument @var{tag} is used to choose
522 among the various existing return points; it must be @code{eq} to the value
523 specified in the @code{catch}.  If multiple return points match @var{tag},
524 the innermost one is used.
526 The argument @var{value} is used as the value to return from that
527 @code{catch}.
529 @kindex no-catch
530 If no return point is in effect with tag @var{tag}, then a @code{no-catch}
531 error is signaled with data @code{(@var{tag} @var{value})}.
532 @end defun
534 @node Examples of Catch
535 @subsection Examples of @code{catch} and @code{throw}
537   One way to use @code{catch} and @code{throw} is to exit from a doubly
538 nested loop.  (In most languages, this would be done with a ``go to''.)
539 Here we compute @code{(foo @var{i} @var{j})} for @var{i} and @var{j}
540 varying from 0 to 9:
542 @example
543 @group
544 (defun search-foo ()
545   (catch 'loop
546     (let ((i 0))
547       (while (< i 10)
548         (let ((j 0))
549           (while (< j 10)
550             (if (foo i j)
551                 (throw 'loop (list i j)))
552             (setq j (1+ j))))
553         (setq i (1+ i))))))
554 @end group
555 @end example
557 @noindent
558 If @code{foo} ever returns non-@code{nil}, we stop immediately and return a
559 list of @var{i} and @var{j}.  If @code{foo} always returns @code{nil}, the
560 @code{catch} returns normally, and the value is @code{nil}, since that
561 is the result of the @code{while}.
563   Here are two tricky examples, slightly different, showing two
564 return points at once.  First, two return points with the same tag,
565 @code{hack}:
567 @example
568 @group
569 (defun catch2 (tag)
570   (catch tag
571     (throw 'hack 'yes)))
572 @result{} catch2
573 @end group
575 @group
576 (catch 'hack 
577   (print (catch2 'hack))
578   'no)
579 @print{} yes
580 @result{} no
581 @end group
582 @end example
584 @noindent
585 Since both return points have tags that match the @code{throw}, it goes to
586 the inner one, the one established in @code{catch2}.  Therefore,
587 @code{catch2} returns normally with value @code{yes}, and this value is
588 printed.  Finally the second body form in the outer @code{catch}, which is
589 @code{'no}, is evaluated and returned from the outer @code{catch}.
591   Now let's change the argument given to @code{catch2}:
593 @example
594 @group
595 (defun catch2 (tag)
596   (catch tag
597     (throw 'hack 'yes)))
598 @result{} catch2
599 @end group
601 @group
602 (catch 'hack
603   (print (catch2 'quux))
604   'no)
605 @result{} yes
606 @end group
607 @end example
609 @noindent
610 We still have two return points, but this time only the outer one has the
611 tag @code{hack}; the inner one has the tag @code{quux} instead.  Therefore,
612 the @code{throw} returns the value @code{yes} from the outer return point.
613 The function @code{print} is never called, and the body-form @code{'no} is
614 never evaluated.
616 @node Errors
617 @subsection Errors
618 @cindex errors
620   When Emacs Lisp attempts to evaluate a form that, for some reason,
621 cannot be evaluated, it @dfn{signals} an @dfn{error}.
623   When an error is signaled, Emacs's default reaction is to print an
624 error message and terminate execution of the current command.  This is
625 the right thing to do in most cases, such as if you type @kbd{C-f} at
626 the end of the buffer.
628   In complicated programs, simple termination may not be what you want.
629 For example, the program may have made temporary changes in data
630 structures, or created temporary buffers which should be deleted before
631 the program is finished.  In such cases, you would use
632 @code{unwind-protect} to establish @dfn{cleanup expressions} to be
633 evaluated in case of error.  Occasionally, you may wish the program to
634 continue execution despite an error in a subroutine.  In these cases,
635 you would use @code{condition-case} to establish @dfn{error handlers} to
636 recover control in case of error.
638   Resist the temptation to use error handling to transfer control from
639 one part of the program to another; use @code{catch} and @code{throw}
640 instead.  @xref{Catch and Throw}.
642 @menu
643 * Signaling Errors::      How to report an error.
644 * Processing of Errors::  What Emacs does when you report an error.
645 * Handling Errors::       How you can trap errors and continue execution.
646 * Error Names::           How errors are classified for trapping them.
647 @end menu
649 @node Signaling Errors
650 @subsubsection How to Signal an Error
651 @cindex signaling errors
653   Most errors are signaled ``automatically'' within Lisp primitives
654 which you call for other purposes, such as if you try to take the
655 @sc{car} of an integer or move forward a character at the end of the
656 buffer; you can also signal errors explicitly with the functions
657 @code{error} and @code{signal}.
659   Quitting, which happens when the user types @kbd{C-g}, is not 
660 considered an error, but it is handled almost like an error.
661 @xref{Quitting}.
663 @defun error format-string &rest args
664 This function signals an error with an error message constructed by
665 applying @code{format} (@pxref{String Conversion}) to
666 @var{format-string} and @var{args}.
668 These examples show typical uses of @code{error}:
670 @example
671 @group
672 (error "You have committed an error.  
673         Try something else.")
674      @error{} You have committed an error.  
675         Try something else.
676 @end group
678 @group
679 (error "You have committed %d errors." 10)
680      @error{} You have committed 10 errors.  
681 @end group
682 @end example
684 @code{error} works by calling @code{signal} with two arguments: the
685 error symbol @code{error}, and a list containing the string returned by
686 @code{format}.
688 If you want to use your own string as an error message verbatim, don't
689 just write @code{(error @var{string})}.  If @var{string} contains
690 @samp{%}, it will be interpreted as a format specifier, with undesirable
691 results.  Instead, use @code{(error "%s" @var{string})}.
692 @end defun
694 @defun signal error-symbol data
695 This function signals an error named by @var{error-symbol}.  The
696 argument @var{data} is a list of additional Lisp objects relevant to the
697 circumstances of the error.
699 The argument @var{error-symbol} must be an @dfn{error symbol}---a symbol
700 bearing a property @code{error-conditions} whose value is a list of
701 condition names.  This is how Emacs Lisp classifies different sorts of
702 errors.
704 The number and significance of the objects in @var{data} depends on
705 @var{error-symbol}.  For example, with a @code{wrong-type-arg} error,
706 there are two objects in the list: a predicate which describes the type
707 that was expected, and the object which failed to fit that type.
708 @xref{Error Names}, for a description of error symbols.
710 Both @var{error-symbol} and @var{data} are available to any error
711 handlers which handle the error: @code{condition-case} binds a local
712 variable to a list of the form @code{(@var{error-symbol} .@:
713 @var{data})} (@pxref{Handling Errors}).  If the error is not handled,
714 these two values are used in printing the error message.
716 The function @code{signal} never returns (though in older Emacs versions
717 it could sometimes return).
719 @smallexample
720 @group
721 (signal 'wrong-number-of-arguments '(x y))
722      @error{} Wrong number of arguments: x, y
723 @end group
725 @group
726 (signal 'no-such-error '("My unknown error condition."))
727      @error{} peculiar error: "My unknown error condition."
728 @end group
729 @end smallexample
730 @end defun
732 @cindex CL note---no continuable errors
733 @quotation
734 @b{Common Lisp note:} Emacs Lisp has nothing like the Common Lisp
735 concept of continuable errors.
736 @end quotation
738 @node Processing of Errors
739 @subsubsection How Emacs Processes Errors
741 When an error is signaled, @code{signal} searches for an active
742 @dfn{handler} for the error.  A handler is a sequence of Lisp
743 expressions designated to be executed if an error happens in part of the
744 Lisp program.  If the error has an applicable handler, the handler is
745 executed, and control resumes following the handler.  The handler
746 executes in the environment of the @code{condition-case} which
747 established it; all functions called within that @code{condition-case}
748 have already been exited, and the handler cannot return to them.
750 If there is no applicable handler for the error, the current command is
751 terminated and control returns to the editor command loop, because the
752 command loop has an implicit handler for all kinds of errors.  The
753 command loop's handler uses the error symbol and associated data to
754 print an error message.
756 @cindex @code{debug-on-error} use
757 An error that has no explicit handler may call the Lisp debugger.  The
758 debugger is enabled if the variable @code{debug-on-error} (@pxref{Error
759 Debugging}) is non-@code{nil}.  Unlike error handlers, the debugger runs
760 in the environment of the error, so that you can examine values of
761 variables precisely as they were at the time of the error.
763 @node Handling Errors
764 @subsubsection Writing Code to Handle Errors
765 @cindex error handler
766 @cindex handling errors
768   The usual effect of signaling an error is to terminate the command
769 that is running and return immediately to the Emacs editor command loop.
770 You can arrange to trap errors occurring in a part of your program by
771 establishing an error handler, with the special form
772 @code{condition-case}.  A simple example looks like this:
774 @example
775 @group
776 (condition-case nil
777     (delete-file filename)
778   (error nil))
779 @end group
780 @end example
782 @noindent
783 This deletes the file named @var{filename}, catching any error and
784 returning @code{nil} if an error occurs.
786   The second argument of @code{condition-case} is called the
787 @dfn{protected form}.  (In the example above, the protected form is a
788 call to @code{delete-file}.)  The error handlers go into effect when
789 this form begins execution and are deactivated when this form returns.
790 They remain in effect for all the intervening time.  In particular, they
791 are in effect during the execution of subroutines called by this form,
792 and their subroutines, and so on.  This is a good thing, since, strictly
793 speaking, errors can be signaled only by Lisp primitives (including
794 @code{signal} and @code{error}) called by the protected form, not by the
795 protected form itself.
797   The arguments after the protected form are handlers.  Each handler
798 lists one or more @dfn{condition names} (which are symbols) to specify
799 which errors it will handle.  The error symbol specified when an error
800 is signaled also defines a list of condition names.  A handler applies
801 to an error if they have any condition names in common.  In the example
802 above, there is one handler, and it specifies one condition name,
803 @code{error}, which covers all errors.
805   The search for an applicable handler checks all the established handlers
806 starting with the most recently established one.  Thus, if two nested
807 @code{condition-case} forms offer to handle the same error, the inner of
808 the two will actually handle it.
810   When an error is handled, control returns to the handler.  Before this
811 happens, Emacs unbinds all variable bindings made by binding constructs
812 that are being exited and executes the cleanups of all
813 @code{unwind-protect} forms that are exited.  Once control arrives at
814 the handler, the body of the handler is executed.
816   After execution of the handler body, execution continues by returning
817 from the @code{condition-case} form.  Because the protected form is
818 exited completely before execution of the handler, the handler cannot
819 resume execution at the point of the error, nor can it examine variable
820 bindings that were made within the protected form.  All it can do is
821 clean up and proceed.
823   @code{condition-case} is often used to trap errors that are
824 predictable, such as failure to open a file in a call to
825 @code{insert-file-contents}.  It is also used to trap errors that are
826 totally unpredictable, such as when the program evaluates an expression
827 read from the user.
829   Error signaling and handling have some resemblance to @code{throw} and
830 @code{catch}, but they are entirely separate facilities.  An error
831 cannot be caught by a @code{catch}, and a @code{throw} cannot be handled
832 by an error handler (though using @code{throw} when there is no suitable
833 @code{catch} signals an error which can be handled).
835 @defspec condition-case var protected-form handlers@dots{}
836 This special form establishes the error handlers @var{handlers} around
837 the execution of @var{protected-form}.  If @var{protected-form} executes
838 without error, the value it returns becomes the value of the
839 @code{condition-case} form; in this case, the @code{condition-case} has
840 no effect.  The @code{condition-case} form makes a difference when an
841 error occurs during @var{protected-form}.
843 Each of the @var{handlers} is a list of the form @code{(@var{conditions}
844 @var{body}@dots{})}.  Here @var{conditions} is an error condition name
845 to be handled, or a list of condition names; @var{body} is one or more
846 Lisp expressions to be executed when this handler handles an error.
847 Here are examples of handlers:
849 @smallexample
850 @group
851 (error nil)
853 (arith-error (message "Division by zero"))
855 ((arith-error file-error)
856  (message
857   "Either division by zero or failure to open a file"))
858 @end group
859 @end smallexample
861 Each error that occurs has an @dfn{error symbol} which describes what
862 kind of error it is.  The @code{error-conditions} property of this
863 symbol is a list of condition names (@pxref{Error Names}).  Emacs
864 searches all the active @code{condition-case} forms for a handler which
865 specifies one or more of these condition names; the innermost matching
866 @code{condition-case} handles the error.  Within this
867 @code{condition-case}, the first applicable handler handles the error.
869 After executing the body of the handler, the @code{condition-case}
870 returns normally, using the value of the last form in the handler body
871 as the overall value.
873 The argument @var{var} is a variable.  @code{condition-case} does not
874 bind this variable when executing the @var{protected-form}, only when it
875 handles an error.  At that time, it binds @var{var} locally to a list of
876 the form @code{(@var{error-symbol} . @var{data})}, giving the
877 particulars of the error.  The handler can refer to this list to decide
878 what to do.  For example, if the error is for failure opening a file,
879 the file name is the second element of @var{data}---the third element of
880 @var{var}.
882 If @var{var} is @code{nil}, that means no variable is bound.  Then the
883 error symbol and associated data are not available to the handler.
884 @end defspec
886 @cindex @code{arith-error} example
887 Here is an example of using @code{condition-case} to handle the error
888 that results from dividing by zero.  The handler prints out a warning
889 message and returns a very large number.
891 @smallexample
892 @group
893 (defun safe-divide (dividend divisor)
894   (condition-case err                
895       ;; @r{Protected form.}
896       (/ dividend divisor)              
897     ;; @r{The handler.}
898     (arith-error                        ; @r{Condition.}
899      (princ (format "Arithmetic error: %s" err))
900      1000000)))
901 @result{} safe-divide
902 @end group
904 @group
905 (safe-divide 5 0)
906      @print{} Arithmetic error: (arith-error)
907 @result{} 1000000
908 @end group
909 @end smallexample
911 @noindent
912 The handler specifies condition name @code{arith-error} so that it will handle only division-by-zero errors.  Other kinds of errors will not be handled, at least not by this @code{condition-case}.  Thus,
914 @smallexample
915 @group
916 (safe-divide nil 3)
917      @error{} Wrong type argument: integer-or-marker-p, nil
918 @end group
919 @end smallexample
921   Here is a @code{condition-case} that catches all kinds of errors,
922 including those signaled with @code{error}:
924 @smallexample
925 @group
926 (setq baz 34)
927      @result{} 34
928 @end group
930 @group
931 (condition-case err
932     (if (eq baz 35)
933         t
934       ;; @r{This is a call to the function @code{error}.}
935       (error "Rats!  The variable %s was %s, not 35." 'baz baz))
936   ;; @r{This is the handler; it is not a form.}
937   (error (princ (format "The error was: %s" err)) 
938          2))
939 @print{} The error was: (error "Rats!  The variable baz was 34, not 35.")
940 @result{} 2
941 @end group
942 @end smallexample
944 @node Error Names
945 @subsubsection Error Symbols and Condition Names
946 @cindex error symbol
947 @cindex error name
948 @cindex condition name
949 @cindex user-defined error
950 @kindex error-conditions
952   When you signal an error, you specify an @dfn{error symbol} to specify
953 the kind of error you have in mind.  Each error has one and only one
954 error symbol to categorize it.  This is the finest classification of
955 errors defined by the Emacs Lisp language.
957   These narrow classifications are grouped into a hierarchy of wider
958 classes called @dfn{error conditions}, identified by @dfn{condition
959 names}.  The narrowest such classes belong to the error symbols
960 themselves: each error symbol is also a condition name.  There are also
961 condition names for more extensive classes, up to the condition name
962 @code{error} which takes in all kinds of errors.  Thus, each error has
963 one or more condition names: @code{error}, the error symbol if that
964 is distinct from @code{error}, and perhaps some intermediate
965 classifications.
967   In order for a symbol to be an error symbol, it must have an
968 @code{error-conditions} property which gives a list of condition names.
969 This list defines the conditions which this kind of error belongs to.
970 (The error symbol itself, and the symbol @code{error}, should always be
971 members of this list.)  Thus, the hierarchy of condition names is
972 defined by the @code{error-conditions} properties of the error symbols.
974   In addition to the @code{error-conditions} list, the error symbol
975 should have an @code{error-message} property whose value is a string to
976 be printed when that error is signaled but not handled.  If the
977 @code{error-message} property exists, but is not a string, the error
978 message @samp{peculiar error} is used.
979 @cindex peculiar error
981   Here is how we define a new error symbol, @code{new-error}:
983 @example
984 @group
985 (put 'new-error
986      'error-conditions
987      '(error my-own-errors new-error))       
988 @result{} (error my-own-errors new-error)
989 @end group
990 @group
991 (put 'new-error 'error-message "A new error")
992 @result{} "A new error"
993 @end group
994 @end example
996 @noindent
997 This error has three condition names: @code{new-error}, the narrowest
998 classification; @code{my-own-errors}, which we imagine is a wider
999 classification; and @code{error}, which is the widest of all.
1001   Naturally, Emacs will never signal @code{new-error} on its own; only
1002 an explicit call to @code{signal} (@pxref{Errors}) in your code can do
1003 this:
1005 @example
1006 @group
1007 (signal 'new-error '(x y))
1008      @error{} A new error: x, y
1009 @end group
1010 @end example
1012   This error can be handled through any of the three condition names.
1013 This example handles @code{new-error} and any other errors in the class
1014 @code{my-own-errors}:
1016 @example
1017 @group
1018 (condition-case foo
1019     (bar nil t)
1020   (my-own-errors nil))
1021 @end group
1022 @end example
1024   The significant way that errors are classified is by their condition
1025 names---the names used to match errors with handlers.  An error symbol
1026 serves only as a convenient way to specify the intended error message
1027 and list of condition names.  It would be cumbersome to give
1028 @code{signal} a list of condition names rather than one error symbol.
1030   By contrast, using only error symbols without condition names would
1031 seriously decrease the power of @code{condition-case}.  Condition names
1032 make it possible to categorize errors at various levels of generality
1033 when you write an error handler.  Using error symbols alone would
1034 eliminate all but the narrowest level of classification.
1036   @xref{Standard Errors}, for a list of all the standard error symbols
1037 and their conditions.
1039 @node Cleanups
1040 @subsection Cleaning Up from Nonlocal Exits
1042   The @code{unwind-protect} construct is essential whenever you
1043 temporarily put a data structure in an inconsistent state; it permits
1044 you to ensure the data are consistent in the event of an error or throw.
1046 @defspec unwind-protect body cleanup-forms@dots{}
1047 @cindex cleanup forms
1048 @cindex protected forms
1049 @cindex error cleanup
1050 @cindex unwinding
1051 @code{unwind-protect} executes the @var{body} with a guarantee that the
1052 @var{cleanup-forms} will be evaluated if control leaves @var{body}, no
1053 matter how that happens.  The @var{body} may complete normally, or
1054 execute a @code{throw} out of the @code{unwind-protect}, or cause an
1055 error; in all cases, the @var{cleanup-forms} will be evaluated.
1057 If the @var{body} forms finish normally, @code{unwind-protect} returns
1058 the value of the last @var{body} form, after it evaluates the
1059 @var{cleanup-forms}.  If the @var{body} forms do not finish,
1060 @code{unwind-protect} does not return any value in the normal sense.
1062 Only the @var{body} is actually protected by the @code{unwind-protect}.
1063 If any of the @var{cleanup-forms} themselves exits nonlocally (e.g., via
1064 a @code{throw} or an error), @code{unwind-protect} is @emph{not}
1065 guaranteed to evaluate the rest of them.  If the failure of one of the
1066 @var{cleanup-forms} has the potential to cause trouble, then protect it
1067 with another @code{unwind-protect} around that form.
1069 The number of currently active @code{unwind-protect} forms counts,
1070 together with the number of local variable bindings, against the limit
1071 @code{max-specpdl-size} (@pxref{Local Variables}).
1072 @end defspec
1074   For example, here we make an invisible buffer for temporary use, and
1075 make sure to kill it before finishing:
1077 @smallexample
1078 @group
1079 (save-excursion
1080   (let ((buffer (get-buffer-create " *temp*")))
1081     (set-buffer buffer)
1082     (unwind-protect
1083         @var{body}
1084       (kill-buffer buffer))))
1085 @end group
1086 @end smallexample
1088 @noindent
1089 You might think that we could just as well write @code{(kill-buffer
1090 (current-buffer))} and dispense with the variable @code{buffer}.
1091 However, the way shown above is safer, if @var{body} happens to get an
1092 error after switching to a different buffer!  (Alternatively, you could
1093 write another @code{save-excursion} around the body, to ensure that the
1094 temporary buffer becomes current in time to kill it.)
1096 @findex ftp-login
1097   Here is an actual example taken from the file @file{ftp.el}.  It creates
1098 a process (@pxref{Processes}) to try to establish a connection to a remote
1099 machine.  As the function @code{ftp-login} is highly susceptible to
1100 numerous problems which the writer of the function cannot anticipate, it is
1101 protected with a form that guarantees deletion of the process in the event
1102 of failure.  Otherwise, Emacs might fill up with useless subprocesses.
1104 @smallexample
1105 @group
1106 (let ((win nil))
1107   (unwind-protect
1108       (progn
1109         (setq process (ftp-setup-buffer host file))
1110         (if (setq win (ftp-login process host user password))
1111             (message "Logged in")
1112           (error "Ftp login failed")))
1113     (or win (and process (delete-process process)))))
1114 @end group
1115 @end smallexample
1117   This example actually has a small bug: if the user types @kbd{C-g} to
1118 quit, and the quit happens immediately after the function
1119 @code{ftp-setup-buffer} returns but before the variable @code{process} is
1120 set, the process will not be killed.  There is no easy way to fix this bug,
1121 but at least it is very unlikely.
1123   Here is another example which uses @code{unwind-protect} to make sure
1124 to kill a temporary buffer.  In this example, the value returned by
1125 @code{unwind-protect} is used.
1127 @example
1128 (defun shell-command-string (cmd)
1129   "Return the output of the shell command CMD, as a string."
1130   (save-excursion
1131     (set-buffer (generate-new-buffer " OS*cmd"))
1132     (shell-command cmd t)
1133     (unwind-protect
1134         (buffer-string)
1135       (kill-buffer (current-buffer)))))
1136 @end example