Add plans for change of file attributes UID and GID from integer to string.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blob4ee101ca87130d610459b33cd727abe0ac030096
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
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
25 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
26 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
27                             that have a special bearing on how functions work.
28 @end menu
30 @node What Is a Function
31 @section What Is a Function?
33   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
34 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
35 computation is called the value of the function.  The computation can
36 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
37 the contents of data structures.
39   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
40 function-like objects.
42 @table @dfn
43 @item function
44 @cindex function
45 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
46 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
47 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
48 macros are not functions.
50 @item primitive
51 @cindex primitive
52 @cindex subr
53 @cindex built-in function
54 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
55 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
56 @dfn{built-in} functions or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
57 considered primitives.)
59 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
60 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
61 to operating system services, or because it needs to run fast.
62 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
63 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
65 @item lambda expression
66 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
67 These are described in the following section.
68 @ifnottex
69 @xref{Lambda Expressions}.
70 @end ifnottex
72 @item special form
73 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
74 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
75 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
76 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
77 Structures}.
79 @item macro
80 @cindex macro
81 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
82 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
83 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
84 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
85 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
86 use macros.
88 @item command
89 @cindex command
90 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
91 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
92 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
93 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
94 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
95 the fact that the function is a command makes no difference.
97 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
98 they are not functions.  A symbol is a command if its function
99 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
100 The symbol is a function as well if the definition is a function.
101 @xref{Command Overview}.
103 @item keystroke command
104 @cindex keystroke command
105 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
106 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
107 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
108 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
110 @item byte-code function
111 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
112 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
113 @end table
115 @defun functionp object
116 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of function,
117 or a special form or macro.
118 @end defun
120 @defun subrp object
121 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
122 (i.e., a Lisp primitive).
124 @example
125 @group
126 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
127      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
128 @end group
129 @group
130 (subrp (symbol-function 'message))
131      @result{} t
132 @end group
133 @end example
134 @end defun
136 @defun byte-code-function-p object
137 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
138 function.  For example:
140 @example
141 @group
142 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
143      @result{} t
144 @end group
145 @end example
146 @end defun
148 @defun subr-arity subr
149 @tindex subr-arity
150 This function provides information about the argument list of a
151 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
152 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
153 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
154 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
155 @var{subr} is a special form.
156 @end defun
158 @node Lambda Expressions
159 @section Lambda Expressions
160 @cindex lambda expression
162   A function written in Lisp is a list that looks like this:
164 @example
165 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
166   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
167   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
168   @var{body-forms}@dots{})
169 @end example
171 @noindent
172 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
173 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
174 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
175 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
176 expression, but to be called as a function.
178 @menu
179 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
180 * Simple Lambda::           A simple example.
181 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
182 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
183 @end menu
185 @node Lambda Components
186 @subsection Components of a Lambda Expression
188 @ifnottex
190   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
191 looks like this:
193 @example
194 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
195   [@var{documentation-string}]
196   [@var{interactive-declaration}]
197   @var{body-forms}@dots{})
198 @end example
199 @end ifnottex
201 @cindex lambda list
202   The first element of a lambda expression is always the symbol
203 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
204 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
205 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
206 functions.
208   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
209 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
210 the argument values are matched up against the variables in the lambda
211 list, which are given local bindings with the values provided.
212 @xref{Local Variables}.
214   The documentation string is a Lisp string object placed within the
215 function definition to describe the function for the Emacs help
216 facilities.  @xref{Function Documentation}.
218   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
219 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
220 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
221 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
222 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
223 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
224 declaration.
226 @cindex body of function
227   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
228 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
229 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
230 function is the value returned by the last element of the body.
232 @node Simple Lambda
233 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
235   Consider for example the following function:
237 @example
238 (lambda (a b c) (+ a b c))
239 @end example
241 @noindent
242 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
243 expression, like this:
245 @example
246 @group
247 ((lambda (a b c) (+ a b c))
248  1 2 3)
249 @end group
250 @end example
252 @noindent
253 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
254 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
255 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
256 therefore, this call to the function returns the value 6.
258   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
259 this example:
261 @example
262 @group
263 ((lambda (a b c) (+ a b c))
264  1 (* 2 3) (- 5 4))
265 @end group
266 @end example
268 @noindent
269 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
270 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
271 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
273   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
274 a form in this way.  You can get the same result, of making local
275 variables and giving them values, using the special form @code{let}
276 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
277 In practice, lambda expressions are either stored as the function
278 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
279 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
281   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
282 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
283 that time, they were the only way to bind and initialize local
284 variables.
286 @node Argument List
287 @subsection Other Features of Argument Lists
288 @kindex wrong-number-of-arguments
289 @cindex argument binding
290 @cindex binding arguments
292   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
293 specifies three argument variables, so it must be called with three
294 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
295 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
297   It is often convenient to write a function that allows certain
298 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
299 accepts three arguments---a string, the start index and the end
300 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
301 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
302 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
303 and @code{+} do.
305 @cindex optional arguments
306 @cindex rest arguments
307 @kindex &optional
308 @kindex &rest
309   To specify optional arguments that may be omitted when a function
310 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
311 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
312 keyword @code{&rest} before one final argument.
314   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
316 @example
317 @group
318 (@var{required-vars}@dots{}
319  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
320  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
321 @end group
322 @end example
324 @noindent
325 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
326 clauses, and the variables that follow them, are optional.
328   A call to the function requires one actual argument for each of the
329 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
330 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
331 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
332 be any number of extra actual arguments.
334   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
335 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
336 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
337 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
338 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
339 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
340 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
342 @cindex CL note---default optional arg
343 @quotation
344 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
345 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
346 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
347 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
348 @end quotation
350   For example, an argument list that looks like this:
352 @example
353 (a b &optional c d &rest e)
354 @end example
356 @noindent
357 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
358 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
359 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
360 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
361 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
362 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
363 is @code{nil}.
365   There is no way to have required arguments following optional
366 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
367 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
368 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
369 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
370 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
371 no sense to have any more arguments (either required or optional)
372 after a @code{&rest} argument.
374   Here are some examples of argument lists and proper calls:
376 @smallexample
377 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
378  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
379      @result{} 2
380 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
381          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
382  1 2)
383      @result{} 3
384 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
385          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
386  1 2 3 4 5)
387      @result{} 15
388 @end smallexample
390 @node Function Documentation
391 @subsection Documentation Strings of Functions
392 @cindex documentation of function
394   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
395 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
396 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
397 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
398 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
399 accessed.
401   It is a good idea to provide documentation strings for all the
402 functions in your program, even those that are called only from within
403 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
404 are easier to access.
406   The first line of the documentation string should stand on its own,
407 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
408 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
410   The start of the documentation string is usually indented in the source file,
411 but since these spaces come before the starting double-quote, they are not part of
412 the string.  Some people make a practice of indenting any additional
413 lines of the string so that the text lines up in the program source.
414 @emph{That is a mistake.}  The indentation of the following lines is
415 inside the string; what looks nice in the source code will look ugly
416 when displayed by the help commands.
418   You may wonder how the documentation string could be optional, since
419 there are required components of the function that follow it (the body).
420 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
421 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
422 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
423 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
424 as the return value and as the documentation.
426   The last line of the documentation string can specify calling
427 conventions different from the actual function arguments.  Write
428 text like this:
430 @example
431 (fn @var{arglist})
432 @end example
434 @noindent
435 following a blank line, with no newline following it inside the
436 documentation string.  This feature is particularly useful for
437 macro definitions.
439 @node Function Names
440 @section Naming a Function
441 @cindex function definition
442 @cindex named function
443 @cindex function name
445   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
446 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
447 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
448 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
450   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
451 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
452 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
453 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
454 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
455 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
456 symbol's function definition in place of the symbol is called
457 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
459   In practice, nearly all functions are given names in this way and
460 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
461 as a function and does what it does because the primitive subr-object
462 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
464   We give functions names because it is convenient to refer to them by
465 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
466 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
467 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
468 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
469 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
470 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
471 more convenient than making the function definition point to itself
472 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
473 practice).
475   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
476 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
477 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
478 subr-object that is its function definition.  For most purposes, there
479 is no need to distinguish.
481   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
482 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
483 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
484 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
485 equally well a name for the same function.
487   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
488 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
489 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
490 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
491 function definition.)  If you have not given a symbol a function
492 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
493 value as a variable makes no difference to this.
495 @node Defining Functions
496 @section Defining Functions
497 @cindex defining a function
499   We usually give a name to a function when it is first created.  This
500 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
501 @code{defun} special form.
503 @defspec defun name argument-list body-forms
504 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
505 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
507 @example
508 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
509 @end example
511 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
512 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
513 value.
515 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
516 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
517 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two of the
518 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
519 declaration.
521 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
522 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
523 cell.  @xref{Symbol Components}.
525 Here are some examples:
527 @example
528 @group
529 (defun foo () 5)
530      @result{} foo
531 @end group
532 @group
533 (foo)
534      @result{} 5
535 @end group
537 @group
538 (defun bar (a &optional b &rest c)
539     (list a b c))
540      @result{} bar
541 @end group
542 @group
543 (bar 1 2 3 4 5)
544      @result{} (1 2 (3 4 5))
545 @end group
546 @group
547 (bar 1)
548      @result{} (1 nil nil)
549 @end group
550 @group
551 (bar)
552 @error{} Wrong number of arguments.
553 @end group
555 @group
556 (defun capitalize-backwards ()
557   "Upcase the last letter of a word."
558   (interactive)
559   (backward-word 1)
560   (forward-word 1)
561   (backward-char 1)
562   (capitalize-word 1))
563      @result{} capitalize-backwards
564 @end group
565 @end example
567 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
568 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
569 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
570 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
571 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
572 @end defspec
574 @defun defalias name definition
575 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
576 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
578 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
579 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
580 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
581 which file defined the function, just like @code{defun}
582 (@pxref{Unloading}).
584 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
585 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
586 records.
587 @end defun
589   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
590 @code{defalias}, but you use them to change the function definition of
591 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
592 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
593 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
594 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
595 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
596 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
597 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
598 definition will have no effect on them.
600   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
601 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
603 @node Calling Functions
604 @section Calling Functions
605 @cindex function invocation
606 @cindex calling a function
608   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
609 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
610 function is also known as @dfn{invocation}.
612   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
613 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
614 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
615 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
617   When you write a list as an expression in your program, the function
618 name it calls is written in your program.  This means that you choose
619 which function to call, and how many arguments to give it, when you
620 write the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
621 need to compute at run time which function to call.  To do that, use the
622 function @code{funcall}.  When you also need to determine at run time
623 how many arguments to pass, use @code{apply}.
625 @defun funcall function &rest arguments
626 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
627 whatever @var{function} returns.
629 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
630 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
631 means that you can use any expression to obtain the function to be
632 called.  It also means that @code{funcall} does not see the expressions
633 you write for the @var{arguments}, only their values.  These values are
634 @emph{not} evaluated a second time in the act of calling @var{function};
635 @code{funcall} enters the normal procedure for calling a function at the
636 place where the arguments have already been evaluated.
638 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
639 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
640 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
641 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
642 above, it never knows them in the first place.
644 @example
645 @group
646 (setq f 'list)
647      @result{} list
648 @end group
649 @group
650 (funcall f 'x 'y 'z)
651      @result{} (x y z)
652 @end group
653 @group
654 (funcall f 'x 'y '(z))
655      @result{} (x y (z))
656 @end group
657 @group
658 (funcall 'and t nil)
659 @error{} Invalid function: #<subr and>
660 @end group
661 @end example
663 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
664 @end defun
666 @defun apply function &rest arguments
667 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
668 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
669 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
670 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
671 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
672 argument.
674 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
675 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
676 primitive function; special forms and macros do not make sense in
677 @code{apply}.
679 @example
680 @group
681 (setq f 'list)
682      @result{} list
683 @end group
684 @group
685 (apply f 'x 'y 'z)
686 @error{} Wrong type argument: listp, z
687 @end group
688 @group
689 (apply '+ 1 2 '(3 4))
690      @result{} 10
691 @end group
692 @group
693 (apply '+ '(1 2 3 4))
694      @result{} 10
695 @end group
697 @group
698 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
699      @result{} (a b c x y z)
700 @end group
701 @end example
703 For an interesting example of using @code{apply}, see the description of
704 @code{mapcar}, in @ref{Mapping Functions}.
705 @end defun
707 @cindex functionals
708   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
709 find them in data structures (especially in hook variables and property
710 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
711 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
713   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
714 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
715 function:
717 @defun identity arg
718 This function returns @var{arg} and has no side effects.
719 @end defun
721 @defun ignore &rest args
722 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
723 @end defun
725 @node Mapping Functions
726 @section Mapping Functions
727 @cindex mapping functions
729   A @dfn{mapping function} applies a given function to each element of a
730 list or other collection.  Emacs Lisp has several such functions;
731 @code{mapcar} and @code{mapconcat}, which scan a list, are described
732 here.  @xref{Creating Symbols}, for the function @code{mapatoms} which
733 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Hash Access}, for the
734 function @code{maphash} which maps over key/value associations in a
735 hash table.
737   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
738 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
739 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
740 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
742 @defun mapcar function sequence
743 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
744 in turn, and returns a list of the results.
746 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
747 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
748 result is always a list.  The length of the result is the same as the
749 length of @var{sequence}.
751 @smallexample
752 @group
753 @exdent @r{For example:}
755 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
756      @result{} (a c e)
757 (mapcar '1+ [1 2 3])
758      @result{} (2 3 4)
759 (mapcar 'char-to-string "abc")
760      @result{} ("a" "b" "c")
761 @end group
763 @group
764 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
765 (mapcar 'funcall my-hooks)
766 @end group
768 @group
769 (defun mapcar* (function &rest args)
770   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
771 Return the list of results."
772   ;; @r{If no list is exhausted,}
773   (if (not (memq 'nil args))
774       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
775       (cons (apply function (mapcar 'car args))
776             (apply 'mapcar* function
777                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
778                    (mapcar 'cdr args)))))
779 @end group
781 @group
782 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
783      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
784 @end group
785 @end smallexample
786 @end defun
788 @defun mapc function sequence
789 @tindex mapc
790 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
791 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
792 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
793 @end defun
795 @defun mapconcat function sequence separator
796 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
797 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
798 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
799 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
800 other suitable punctuation.
802 The argument @var{function} must be a function that can take one
803 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
804 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
805 bool-vector, or a string.
807 @smallexample
808 @group
809 (mapconcat 'symbol-name
810            '(The cat in the hat)
811            " ")
812      @result{} "The cat in the hat"
813 @end group
815 @group
816 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
817            "HAL-8000"
818            "")
819      @result{} "IBM.9111"
820 @end group
821 @end smallexample
822 @end defun
824 @node Anonymous Functions
825 @section Anonymous Functions
826 @cindex anonymous function
828   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
829 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
830 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
831 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
832 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
833 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
835   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
837 @smallexample
838 @group
839 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
840 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
841 @end group
842 @end smallexample
844 @noindent
845 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
846 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
847 @code{silly}.
849   Here is how we might call this function:
851 @example
852 @group
853 (funcall silly 1)
854 @result{} 13
855 @end group
856 @end example
858 @noindent
859 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
860 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
861 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
863   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
864 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
865 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
866 element of a list.
868   Here we define a function @code{change-property} which
869 uses a function as its third argument:
871 @example
872 @group
873 (defun change-property (symbol prop function)
874   (let ((value (get symbol prop)))
875     (put symbol prop (funcall function value))))
876 @end group
877 @end example
879 @noindent
880 Here we define a function that uses @code{change-property},
881 passing it a function to double a number:
883 @example
884 @group
885 (defun double-property (symbol prop)
886   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
887 @end group
888 @end example
890 @noindent
891 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
892 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
894 @example
895 @group
896 (defun double-property (symbol prop)
897   (change-property symbol prop
898                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
899 @end group
900 @end example
902 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
903 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
904 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
905 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
906 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
907 @code{change-property} is the precise list shown:
909 @example
910 (lambda (x) (* x 2))
911 @end example
913 @noindent
914 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
915 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
916 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
917 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
918 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
920   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
922 @example
923 @group
924 (defun double-property (symbol prop)
925   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
926 @end group
927 @end example
929 @noindent
930 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
932   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
933 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
934 comment:
936 @example
937 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
938 @end example
940 @cindex @samp{#'} syntax
941   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
942 For example,
944 @example
945 #'(lambda (x) (* x x))
946 @end example
948 @noindent
949 is equivalent to
951 @example
952 (function (lambda (x) (* x x)))
953 @end example
955 @defspec function function-object
956 @cindex function quoting
957 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
958 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
959 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
960 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
961 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
962 @end defspec
964   See @code{documentation} in @ref{Accessing Documentation}, for a
965 realistic example using @code{function} and an anonymous function.
967 @node Function Cells
968 @section Accessing Function Cell Contents
970   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
971 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
972 and set the function cell of symbols.
974   See also the function @code{indirect-function} in @ref{Function
975 Indirection}.
977 @defun symbol-function symbol
978 @kindex void-function
979 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
980 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
981 signaled.
983 This function does not check that the returned object is a legitimate
984 function.
986 @example
987 @group
988 (defun bar (n) (+ n 2))
989      @result{} bar
990 @end group
991 @group
992 (symbol-function 'bar)
993      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
994 @end group
995 @group
996 (fset 'baz 'bar)
997      @result{} bar
998 @end group
999 @group
1000 (symbol-function 'baz)
1001      @result{} bar
1002 @end group
1003 @end example
1004 @end defun
1006 @cindex void function cell
1007   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1008 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1009 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1010 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1012   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1013 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1014 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1015 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1016 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1018   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1019 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1020 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1022 @defun fboundp symbol
1023 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1024 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1025 is a legitimate function.
1026 @end defun
1028 @defun fmakunbound symbol
1029 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1030 subsequent attempt to access this cell will cause a @code{void-function}
1031 error.  (See also @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1033 @example
1034 @group
1035 (defun foo (x) x)
1036      @result{} foo
1037 @end group
1038 @group
1039 (foo 1)
1040      @result{}1
1041 @end group
1042 @group
1043 (fmakunbound 'foo)
1044      @result{} foo
1045 @end group
1046 @group
1047 (foo 1)
1048 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1049 @end group
1050 @end example
1051 @end defun
1053 @defun fset symbol definition
1054 This function stores @var{definition} in the function cell of
1055 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1056 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1057 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1058 argument.
1060 There are three normal uses of this function:
1062 @itemize @bullet
1063 @item
1064 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1065 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1066 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1067 @code{fset}; see @ref{Defining Functions}.)
1069 @item
1070 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1071 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1072 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1073 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1074 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1075 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1077 @item
1078 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1079 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1080 @code{fset}.
1081 @end itemize
1083 Here are examples of these uses:
1085 @example
1086 @group
1087 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1088 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1089 @end group
1091 @group
1092 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1093 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1094 (fset 'xfirst 'car)
1095      @result{} car
1096 @end group
1097 @group
1098 (xfirst '(1 2 3))
1099      @result{} 1
1100 @end group
1101 @group
1102 (symbol-function 'xfirst)
1103      @result{} car
1104 @end group
1105 @group
1106 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1107      @result{} #<subr car>
1108 @end group
1110 @group
1111 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1112 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1113      @result{} "\^u2\^k"
1114 @end group
1116 @group
1117 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1118 (defun copy-function-definition (new old)
1119   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1120   (fset new (symbol-function old)))
1121 @end group
1122 @end example
1123 @end defun
1125   When writing a function that extends a previously defined function,
1126 the following idiom is sometimes used:
1128 @example
1129 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1130 (defun foo ()
1131   "Just like old-foo, except more so."
1132 @group
1133   (old-foo)
1134   (more-so))
1135 @end group
1136 @end example
1138 @noindent
1139 This does not work properly if @code{foo} has been defined to autoload.
1140 In such a case, when @code{foo} calls @code{old-foo}, Lisp attempts
1141 to define @code{old-foo} by loading a file.  Since this presumably
1142 defines @code{foo} rather than @code{old-foo}, it does not produce the
1143 proper results.  The only way to avoid this problem is to make sure the
1144 file is loaded before moving aside the old definition of @code{foo}.
1146   But it is unmodular and unclean, in any case, for a Lisp file to
1147 redefine a function defined elsewhere.  It is cleaner to use the advice
1148 facility (@pxref{Advising Functions}).
1150 @node Inline Functions
1151 @section Inline Functions
1152 @cindex inline functions
1154 @findex defsubst
1155 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1156 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1157 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1158 the function's definition is open-coded into the caller.
1160 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1161 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1162 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1163 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1164 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1165 make a function inline unless its speed is really crucial.
1167 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1168 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1169 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1170 generally should not make large functions inline.
1172 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1173 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1174 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1175 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1176 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1177 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1178 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1179 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1180 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1182 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1183 following the definition, just like macros.
1185 @node Function Safety
1186 @section Determining whether a function is safe to call
1187 @cindex function safety
1188 @cindex safety of functions
1190 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1191 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1192 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1193 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1194 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1195 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1197 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1198 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1199 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1200 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1201 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1202 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1203 list of buffer-local bindings.
1204 @end defun
1206 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1207 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1208 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1209 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1210 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1211 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1212 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1213 must delete properties from all strings calculated by user code before
1214 inserting them into buffers.
1216 @ignore
1217 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1218 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1219 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1220 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1222 @table @dfn
1223 @item Safe expression
1224 @itemize
1225 @item
1226 An atom or quoted thing.
1227 @item
1228 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1229 safe expressions.
1230 @item
1231 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1232 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1233 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1234 safe.
1235 @item
1236 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1237 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1238 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1239 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1240 @item
1241 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1242 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1243 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1244 bindings.
1245 @item
1246 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1247 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1248 @end itemize
1250 @item Safe function
1251 @itemize
1252 @item
1253 A lambda containing safe expressions.
1254 @item
1255 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1256 @item
1257 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1258 @item
1259 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1260 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1261 Other values will someday indicate functions with classes of side
1262 effects that are not always safe.
1263 @end itemize
1265 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1266 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1267 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1268 functions you write.
1269 @end table
1270 @end ignore
1272 @node Related Topics
1273 @section Other Topics Related to Functions
1275   Here is a table of several functions that do things related to
1276 function calling and function definitions.  They are documented
1277 elsewhere, but we provide cross references here.
1279 @table @code
1280 @item apply
1281 See @ref{Calling Functions}.
1283 @item autoload
1284 See @ref{Autoload}.
1286 @item call-interactively
1287 See @ref{Interactive Call}.
1289 @item commandp
1290 See @ref{Interactive Call}.
1292 @item documentation
1293 See @ref{Accessing Documentation}.
1295 @item eval
1296 See @ref{Eval}.
1298 @item funcall
1299 See @ref{Calling Functions}.
1301 @item function
1302 See @ref{Anonymous Functions}.
1304 @item ignore
1305 See @ref{Calling Functions}.
1307 @item indirect-function
1308 See @ref{Function Indirection}.
1310 @item interactive
1311 See @ref{Using Interactive}.
1313 @item interactive-p
1314 See @ref{Interactive Call}.
1316 @item mapatoms
1317 See @ref{Creating Symbols}.
1319 @item mapcar
1320 See @ref{Mapping Functions}.
1322 @item map-char-table
1323 See @ref{Char-Tables}.
1325 @item mapconcat
1326 See @ref{Mapping Functions}.
1328 @item undefined
1329 See @ref{Key Lookup}.
1330 @end table
1332 @ignore
1333    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1334 @end ignore