* menu-bar.el (menu-bar-options-menu): Supply a body for the
[emacs.git] / lispref / objects.texi
blob309071920d8e3b3b299f3337f91fda44a01aeced
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2003
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/objects
7 @node Lisp Data Types, Numbers, Introduction, Top
8 @chapter Lisp Data Types
9 @cindex object
10 @cindex Lisp object
11 @cindex type
12 @cindex data type
14   A Lisp @dfn{object} is a piece of data used and manipulated by Lisp
15 programs.  For our purposes, a @dfn{type} or @dfn{data type} is a set of
16 possible objects.
18   Every object belongs to at least one type.  Objects of the same type
19 have similar structures and may usually be used in the same contexts.
20 Types can overlap, and objects can belong to two or more types.
21 Consequently, we can ask whether an object belongs to a particular type,
22 but not for ``the'' type of an object.
24 @cindex primitive type
25   A few fundamental object types are built into Emacs.  These, from
26 which all other types are constructed, are called @dfn{primitive types}.
27 Each object belongs to one and only one primitive type.  These types
28 include @dfn{integer}, @dfn{float}, @dfn{cons}, @dfn{symbol},
29 @dfn{string}, @dfn{vector}, @dfn{hash-table}, @dfn{subr}, and
30 @dfn{byte-code function}, plus several special types, such as
31 @dfn{buffer}, that are related to editing.  (@xref{Editing Types}.)
33   Each primitive type has a corresponding Lisp function that checks
34 whether an object is a member of that type.
36   Note that Lisp is unlike many other languages in that Lisp objects are
37 @dfn{self-typing}: the primitive type of the object is implicit in the
38 object itself.  For example, if an object is a vector, nothing can treat
39 it as a number; Lisp knows it is a vector, not a number.
41   In most languages, the programmer must declare the data type of each
42 variable, and the type is known by the compiler but not represented in
43 the data.  Such type declarations do not exist in Emacs Lisp.  A Lisp
44 variable can have any type of value, and it remembers whatever value
45 you store in it, type and all.
47   This chapter describes the purpose, printed representation, and read
48 syntax of each of the standard types in GNU Emacs Lisp.  Details on how
49 to use these types can be found in later chapters.
51 @menu
52 * Printed Representation::      How Lisp objects are represented as text.
53 * Comments::                    Comments and their formatting conventions.
54 * Programming Types::           Types found in all Lisp systems.
55 * Editing Types::               Types specific to Emacs.
56 * Circular Objects::            Read syntax for circular structure.
57 * Type Predicates::             Tests related to types.
58 * Equality Predicates::         Tests of equality between any two objects.
59 @end menu
61 @node Printed Representation
62 @comment  node-name,  next,  previous,  up
63 @section Printed Representation and Read Syntax
64 @cindex printed representation
65 @cindex read syntax
67   The @dfn{printed representation} of an object is the format of the
68 output generated by the Lisp printer (the function @code{prin1}) for
69 that object.  The @dfn{read syntax} of an object is the format of the
70 input accepted by the Lisp reader (the function @code{read}) for that
71 object.  @xref{Read and Print}.
73   Most objects have more than one possible read syntax.  Some types of
74 object have no read syntax, since it may not make sense to enter objects
75 of these types directly in a Lisp program.  Except for these cases, the
76 printed representation of an object is also a read syntax for it.
78   In other languages, an expression is text; it has no other form.  In
79 Lisp, an expression is primarily a Lisp object and only secondarily the
80 text that is the object's read syntax.  Often there is no need to
81 emphasize this distinction, but you must keep it in the back of your
82 mind, or you will occasionally be very confused.
84 @cindex hash notation
85   Every type has a printed representation.  Some types have no read
86 syntax---for example, the buffer type has none.  Objects of these types
87 are printed in @dfn{hash notation}: the characters @samp{#<} followed by
88 a descriptive string (typically the type name followed by the name of
89 the object), and closed with a matching @samp{>}.  Hash notation cannot
90 be read at all, so the Lisp reader signals the error
91 @code{invalid-read-syntax} whenever it encounters @samp{#<}.
92 @kindex invalid-read-syntax
94 @example
95 (current-buffer)
96      @result{} #<buffer objects.texi>
97 @end example
99   When you evaluate an expression interactively, the Lisp interpreter
100 first reads the textual representation of it, producing a Lisp object,
101 and then evaluates that object (@pxref{Evaluation}).  However,
102 evaluation and reading are separate activities.  Reading returns the
103 Lisp object represented by the text that is read; the object may or may
104 not be evaluated later.  @xref{Input Functions}, for a description of
105 @code{read}, the basic function for reading objects.
107 @node Comments
108 @comment  node-name,  next,  previous,  up
109 @section Comments
110 @cindex comments
111 @cindex @samp{;} in comment
113   A @dfn{comment} is text that is written in a program only for the sake
114 of humans that read the program, and that has no effect on the meaning
115 of the program.  In Lisp, a semicolon (@samp{;}) starts a comment if it
116 is not within a string or character constant.  The comment continues to
117 the end of line.  The Lisp reader discards comments; they do not become
118 part of the Lisp objects which represent the program within the Lisp
119 system.
121   The @samp{#@@@var{count}} construct, which skips the next @var{count}
122 characters, is useful for program-generated comments containing binary
123 data.  The Emacs Lisp byte compiler uses this in its output files
124 (@pxref{Byte Compilation}).  It isn't meant for source files, however.
126   @xref{Comment Tips}, for conventions for formatting comments.
128 @node Programming Types
129 @section Programming Types
130 @cindex programming types
132   There are two general categories of types in Emacs Lisp: those having
133 to do with Lisp programming, and those having to do with editing.  The
134 former exist in many Lisp implementations, in one form or another.  The
135 latter are unique to Emacs Lisp.
137 @menu
138 * Integer Type::        Numbers without fractional parts.
139 * Floating Point Type:: Numbers with fractional parts and with a large range.
140 * Character Type::      The representation of letters, numbers and
141                         control characters.
142 * Symbol Type::         A multi-use object that refers to a function,
143                         variable, or property list, and has a unique identity.
144 * Sequence Type::       Both lists and arrays are classified as sequences.
145 * Cons Cell Type::      Cons cells, and lists (which are made from cons cells).
146 * Array Type::          Arrays include strings and vectors.
147 * String Type::         An (efficient) array of characters.
148 * Vector Type::         One-dimensional arrays.
149 * Char-Table Type::     One-dimensional sparse arrays indexed by characters.
150 * Bool-Vector Type::    One-dimensional arrays of @code{t} or @code{nil}.
151 * Hash Table Type::     Super-fast lookup tables.
152 * Function Type::       A piece of executable code you can call from elsewhere.
153 * Macro Type::          A method of expanding an expression into another
154                           expression, more fundamental but less pretty.
155 * Primitive Function Type::     A function written in C, callable from Lisp.
156 * Byte-Code Type::      A function written in Lisp, then compiled.
157 * Autoload Type::       A type used for automatically loading seldom-used
158                         functions.
159 @end menu
161 @node Integer Type
162 @subsection Integer Type
164   The range of values for integers in Emacs Lisp is @minus{}134217728 to
165 134217727 (28 bits; i.e.,
166 @ifnottex
167 -2**27
168 @end ifnottex
169 @tex
170 @math{-2^{27}}
171 @end tex
173 @ifnottex
174 2**27 - 1)
175 @end ifnottex
176 @tex
177 @math{2^{28}-1})
178 @end tex
179 on most machines.  (Some machines may provide a wider range.)  It is
180 important to note that the Emacs Lisp arithmetic functions do not check
181 for overflow.  Thus @code{(1+ 134217727)} is @minus{}134217728 on most
182 machines.
184   The read syntax for integers is a sequence of (base ten) digits with an
185 optional sign at the beginning and an optional period at the end.  The
186 printed representation produced by the Lisp interpreter never has a
187 leading @samp{+} or a final @samp{.}.
189 @example
190 @group
191 -1               ; @r{The integer -1.}
192 1                ; @r{The integer 1.}
193 1.               ; @r{Also the integer 1.}
194 +1               ; @r{Also the integer 1.}
195 268435457        ; @r{Also the integer 1 on a 28-bit implementation.}
196 @end group
197 @end example
199   @xref{Numbers}, for more information.
201 @node Floating Point Type
202 @subsection Floating Point Type
204   Floating point numbers are the computer equivalent of scientific
205 notation.  The precise number of significant figures and the range of
206 possible exponents is machine-specific; Emacs always uses the C data
207 type @code{double} to store the value.
209   The printed representation for floating point numbers requires either
210 a decimal point (with at least one digit following), an exponent, or
211 both.  For example, @samp{1500.0}, @samp{15e2}, @samp{15.0e2},
212 @samp{1.5e3}, and @samp{.15e4} are five ways of writing a floating point
213 number whose value is 1500.  They are all equivalent.
215   @xref{Numbers}, for more information.
217 @node Character Type
218 @subsection Character Type
219 @cindex @sc{ascii} character codes
221   A @dfn{character} in Emacs Lisp is nothing more than an integer.  In
222 other words, characters are represented by their character codes.  For
223 example, the character @kbd{A} is represented as the @w{integer 65}.
225   Individual characters are not often used in programs.  It is far more
226 common to work with @emph{strings}, which are sequences composed of
227 characters.  @xref{String Type}.
229   Characters in strings, buffers, and files are currently limited to the
230 range of 0 to 524287---nineteen bits.  But not all values in that range
231 are valid character codes.  Codes 0 through 127 are @sc{ascii} codes; the
232 rest are non-@sc{ascii} (@pxref{Non-ASCII Characters}).  Characters that represent
233 keyboard input have a much wider range, to encode modifier keys such as
234 Control, Meta and Shift.
236 @cindex read syntax for characters
237 @cindex printed representation for characters
238 @cindex syntax for characters
239 @cindex @samp{?} in character constant
240 @cindex question mark in character constant
241   Since characters are really integers, the printed representation of a
242 character is a decimal number.  This is also a possible read syntax for
243 a character, but writing characters that way in Lisp programs is a very
244 bad idea.  You should @emph{always} use the special read syntax formats
245 that Emacs Lisp provides for characters.  These syntax formats start
246 with a question mark.
248   The usual read syntax for alphanumeric characters is a question mark
249 followed by the character; thus, @samp{?A} for the character
250 @kbd{A}, @samp{?B} for the character @kbd{B}, and @samp{?a} for the
251 character @kbd{a}.
253   For example:
255 @example
256 ?Q @result{} 81     ?q @result{} 113
257 @end example
259   You can use the same syntax for punctuation characters, but it is
260 often a good idea to add a @samp{\} so that the Emacs commands for
261 editing Lisp code don't get confused.  For example, @samp{?\(} is the
262 way to write the open-paren character.  If the character is @samp{\},
263 you @emph{must} use a second @samp{\} to quote it: @samp{?\\}.
265 @cindex whitespace
266 @cindex bell character
267 @cindex @samp{\a}
268 @cindex backspace
269 @cindex @samp{\b}
270 @cindex tab
271 @cindex @samp{\t}
272 @cindex vertical tab
273 @cindex @samp{\v}
274 @cindex formfeed
275 @cindex @samp{\f}
276 @cindex newline
277 @cindex @samp{\n}
278 @cindex return
279 @cindex @samp{\r}
280 @cindex escape
281 @cindex @samp{\e}
282 @cindex space
283 @cindex @samp{\s}
284   You can express the characters control-g, backspace, tab, newline,
285 vertical tab, formfeed, space, return, del, and escape as @samp{?\a},
286 @samp{?\b}, @samp{?\t}, @samp{?\n}, @samp{?\v}, @samp{?\f},
287 @samp{?\s}, @samp{?\r}, @samp{?\d}, and @samp{?\e}, respectively.
288 Thus,
290 @example
291 ?\a @result{} 7                 ; @r{control-g, @kbd{C-g}}
292 ?\b @result{} 8                 ; @r{backspace, @key{BS}, @kbd{C-h}}
293 ?\t @result{} 9                 ; @r{tab, @key{TAB}, @kbd{C-i}}
294 ?\n @result{} 10                ; @r{newline, @kbd{C-j}}
295 ?\v @result{} 11                ; @r{vertical tab, @kbd{C-k}}
296 ?\f @result{} 12                ; @r{formfeed character, @kbd{C-l}}
297 ?\r @result{} 13                ; @r{carriage return, @key{RET}, @kbd{C-m}}
298 ?\e @result{} 27                ; @r{escape character, @key{ESC}, @kbd{C-[}}
299 ?\s @result{} 32                ; @r{space character, @key{SPC}}
300 ?\\ @result{} 92                ; @r{backslash character, @kbd{\}}
301 ?\d @result{} 127               ; @r{delete character, @key{DEL}}
302 @end example
304 @cindex escape sequence
305   These sequences which start with backslash are also known as
306 @dfn{escape sequences}, because backslash plays the role of an
307 ``escape character''; this terminology has nothing to do with the
308 character @key{ESC}.  @samp{\s} is meant for use only in character
309 constants; in string constants, just write the space.
311 @cindex control characters
312   Control characters may be represented using yet another read syntax.
313 This consists of a question mark followed by a backslash, caret, and the
314 corresponding non-control character, in either upper or lower case.  For
315 example, both @samp{?\^I} and @samp{?\^i} are valid read syntax for the
316 character @kbd{C-i}, the character whose value is 9.
318   Instead of the @samp{^}, you can use @samp{C-}; thus, @samp{?\C-i} is
319 equivalent to @samp{?\^I} and to @samp{?\^i}:
321 @example
322 ?\^I @result{} 9     ?\C-I @result{} 9
323 @end example
325   In strings and buffers, the only control characters allowed are those
326 that exist in @sc{ascii}; but for keyboard input purposes, you can turn
327 any character into a control character with @samp{C-}.  The character
328 codes for these non-@sc{ascii} control characters include the
329 @tex
330 @math{2^{26}}
331 @end tex
332 @ifnottex
333 2**26
334 @end ifnottex
335 bit as well as the code for the corresponding non-control
336 character.  Ordinary terminals have no way of generating non-@sc{ascii}
337 control characters, but you can generate them straightforwardly using X
338 and other window systems.
340   For historical reasons, Emacs treats the @key{DEL} character as
341 the control equivalent of @kbd{?}:
343 @example
344 ?\^? @result{} 127     ?\C-? @result{} 127
345 @end example
347 @noindent
348 As a result, it is currently not possible to represent the character
349 @kbd{Control-?}, which is a meaningful input character under X, using
350 @samp{\C-}.  It is not easy to change this, as various Lisp files refer
351 to @key{DEL} in this way.
353   For representing control characters to be found in files or strings,
354 we recommend the @samp{^} syntax; for control characters in keyboard
355 input, we prefer the @samp{C-} syntax.  Which one you use does not
356 affect the meaning of the program, but may guide the understanding of
357 people who read it.
359 @cindex meta characters
360   A @dfn{meta character} is a character typed with the @key{META}
361 modifier key.  The integer that represents such a character has the
362 @tex
363 @math{2^{27}}
364 @end tex
365 @ifnottex
366 2**27
367 @end ifnottex
368 bit set (which on most machines makes it a negative number).  We
369 use high bits for this and other modifiers to make possible a wide range
370 of basic character codes.
372   In a string, the
373 @tex
374 @math{2^{7}}
375 @end tex
376 @ifnottex
377 2**7
378 @end ifnottex
379 bit attached to an @sc{ascii} character indicates a meta character; thus, the
380 meta characters that can fit in a string have codes in the range from
381 128 to 255, and are the meta versions of the ordinary @sc{ascii}
382 characters.  (In Emacs versions 18 and older, this convention was used
383 for characters outside of strings as well.)
385   The read syntax for meta characters uses @samp{\M-}.  For example,
386 @samp{?\M-A} stands for @kbd{M-A}.  You can use @samp{\M-} together with
387 octal character codes (see below), with @samp{\C-}, or with any other
388 syntax for a character.  Thus, you can write @kbd{M-A} as @samp{?\M-A},
389 or as @samp{?\M-\101}.  Likewise, you can write @kbd{C-M-b} as
390 @samp{?\M-\C-b}, @samp{?\C-\M-b}, or @samp{?\M-\002}.
392   The case of a graphic character is indicated by its character code;
393 for example, @sc{ascii} distinguishes between the characters @samp{a}
394 and @samp{A}.  But @sc{ascii} has no way to represent whether a control
395 character is upper case or lower case.  Emacs uses the
396 @tex
397 @math{2^{25}}
398 @end tex
399 @ifnottex
400 2**25
401 @end ifnottex
402 bit to indicate that the shift key was used in typing a control
403 character.  This distinction is possible only when you use X terminals
404 or other special terminals; ordinary terminals do not report the
405 distinction to the computer in any way.  The Lisp syntax for
406 the shift bit is @samp{\S-}; thus, @samp{?\C-\S-o} or @samp{?\C-\S-O}
407 represents the shifted-control-o character.
409 @cindex hyper characters
410 @cindex super characters
411 @cindex alt characters
412   The X Window System defines three other modifier bits that can be set
413 in a character: @dfn{hyper}, @dfn{super} and @dfn{alt}.  The syntaxes
414 for these bits are @samp{\H-}, @samp{\s-} and @samp{\A-}.  (Case is
415 significant in these prefixes.)  Thus, @samp{?\H-\M-\A-x} represents
416 @kbd{Alt-Hyper-Meta-x}.  (Note that @samp{\s} with no following @samp{-}
417 represents the space character.)
418 @tex
419 Numerically, the
420 bit values are @math{2^{22}} for alt, @math{2^{23}} for super and @math{2^{24}} for hyper.
421 @end tex
422 @ifnottex
423 Numerically, the
424 bit values are 2**22 for alt, 2**23 for super and 2**24 for hyper.
425 @end ifnottex
427 @cindex @samp{\} in character constant
428 @cindex backslash in character constant
429 @cindex octal character code
430   Finally, the most general read syntax for a character represents the
431 character code in either octal or hex.  To use octal, write a question
432 mark followed by a backslash and the octal character code (up to three
433 octal digits); thus, @samp{?\101} for the character @kbd{A},
434 @samp{?\001} for the character @kbd{C-a}, and @code{?\002} for the
435 character @kbd{C-b}.  Although this syntax can represent any @sc{ascii}
436 character, it is preferred only when the precise octal value is more
437 important than the @sc{ascii} representation.
439 @example
440 @group
441 ?\012 @result{} 10         ?\n @result{} 10         ?\C-j @result{} 10
442 ?\101 @result{} 65         ?A @result{} 65
443 @end group
444 @end example
446   To use hex, write a question mark followed by a backslash, @samp{x},
447 and the hexadecimal character code.  You can use any number of hex
448 digits, so you can represent any character code in this way.
449 Thus, @samp{?\x41} for the character @kbd{A}, @samp{?\x1} for the
450 character @kbd{C-a}, and @code{?\x8e0} for the Latin-1 character
451 @iftex
452 @samp{@`a}.
453 @end iftex
454 @ifnottex
455 @samp{a} with grave accent.
456 @end ifnottex
458   A backslash is allowed, and harmless, preceding any character without
459 a special escape meaning; thus, @samp{?\+} is equivalent to @samp{?+}.
460 There is no reason to add a backslash before most characters.  However,
461 you should add a backslash before any of the characters
462 @samp{()\|;'`"#.,} to avoid confusing the Emacs commands for editing
463 Lisp code.  You can also add a backslash before whitespace characters such as
464 space, tab, newline and formfeed.  However, it is cleaner to use one of
465 the easily readable escape sequences, such as @samp{\t} or @samp{\s},
466 instead of an actual whitespace character such as a tab or a space.
467 (If you do write backslash followed by a space, you should write
468 an extra space after the character constant to separate it from the
469 following text.)
471 @node Symbol Type
472 @subsection Symbol Type
474   A @dfn{symbol} in GNU Emacs Lisp is an object with a name.  The symbol
475 name serves as the printed representation of the symbol.  In ordinary
476 use, the name is unique---no two symbols have the same name.
478   A symbol can serve as a variable, as a function name, or to hold a
479 property list.  Or it may serve only to be distinct from all other Lisp
480 objects, so that its presence in a data structure may be recognized
481 reliably.  In a given context, usually only one of these uses is
482 intended.  But you can use one symbol in all of these ways,
483 independently.
485   A symbol whose name starts with a colon (@samp{:}) is called a
486 @dfn{keyword symbol}.  These symbols automatically act as constants, and
487 are normally used only by comparing an unknown symbol with a few
488 specific alternatives.
490 @cindex @samp{\} in symbols
491 @cindex backslash in symbols
492   A symbol name can contain any characters whatever.  Most symbol names
493 are written with letters, digits, and the punctuation characters
494 @samp{-+=*/}.  Such names require no special punctuation; the characters
495 of the name suffice as long as the name does not look like a number.
496 (If it does, write a @samp{\} at the beginning of the name to force
497 interpretation as a symbol.)  The characters @samp{_~!@@$%^&:<>@{@}?} are
498 less often used but also require no special punctuation.  Any other
499 characters may be included in a symbol's name by escaping them with a
500 backslash.  In contrast to its use in strings, however, a backslash in
501 the name of a symbol simply quotes the single character that follows the
502 backslash.  For example, in a string, @samp{\t} represents a tab
503 character; in the name of a symbol, however, @samp{\t} merely quotes the
504 letter @samp{t}.  To have a symbol with a tab character in its name, you
505 must actually use a tab (preceded with a backslash).  But it's rare to
506 do such a thing.
508 @cindex CL note---case of letters
509 @quotation
510 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, lower case letters are always
511 ``folded'' to upper case, unless they are explicitly escaped.  In Emacs
512 Lisp, upper case and lower case letters are distinct.
513 @end quotation
515   Here are several examples of symbol names.  Note that the @samp{+} in
516 the fifth example is escaped to prevent it from being read as a number.
517 This is not necessary in the seventh example because the rest of the name
518 makes it invalid as a number.
520 @example
521 @group
522 foo                 ; @r{A symbol named @samp{foo}.}
523 FOO                 ; @r{A symbol named @samp{FOO}, different from @samp{foo}.}
524 char-to-string      ; @r{A symbol named @samp{char-to-string}.}
525 @end group
526 @group
527 1+                  ; @r{A symbol named @samp{1+}}
528                     ;   @r{(not @samp{+1}, which is an integer).}
529 @end group
530 @group
531 \+1                 ; @r{A symbol named @samp{+1}}
532                     ;   @r{(not a very readable name).}
533 @end group
534 @group
535 \(*\ 1\ 2\)         ; @r{A symbol named @samp{(* 1 2)} (a worse name).}
536 @c the @'s in this next line use up three characters, hence the
537 @c apparent misalignment of the comment.
538 +-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}  ; @r{A symbol named @samp{+-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}}.}
539                     ;   @r{These characters need not be escaped.}
540 @end group
541 @end example
543 @ifinfo
544 @c This uses ``colon'' instead of a literal `:' because Info cannot
545 @c cope with a `:' in a menu
546 @cindex @samp{#@var{colon}} read syntax
547 @end ifinfo
548 @ifnotinfo
549 @cindex @samp{#:} read syntax
550 @end ifnotinfo
551   Normally the Lisp reader interns all symbols (@pxref{Creating
552 Symbols}).  To prevent interning, you can write @samp{#:} before the
553 name of the symbol.
555 @node Sequence Type
556 @subsection Sequence Types
558   A @dfn{sequence} is a Lisp object that represents an ordered set of
559 elements.  There are two kinds of sequence in Emacs Lisp, lists and
560 arrays.  Thus, an object of type list or of type array is also
561 considered a sequence.
563   Arrays are further subdivided into strings, vectors, char-tables and
564 bool-vectors.  Vectors can hold elements of any type, but string
565 elements must be characters, and bool-vector elements must be @code{t}
566 or @code{nil}.  Char-tables are like vectors except that they are
567 indexed by any valid character code.  The characters in a string can
568 have text properties like characters in a buffer (@pxref{Text
569 Properties}), but vectors do not support text properties, even when
570 their elements happen to be characters.
572   Lists, strings and the other array types are different, but they have
573 important similarities.  For example, all have a length @var{l}, and all
574 have elements which can be indexed from zero to @var{l} minus one.
575 Several functions, called sequence functions, accept any kind of
576 sequence.  For example, the function @code{elt} can be used to extract
577 an element of a sequence, given its index.  @xref{Sequences Arrays
578 Vectors}.
580   It is generally impossible to read the same sequence twice, since
581 sequences are always created anew upon reading.  If you read the read
582 syntax for a sequence twice, you get two sequences with equal contents.
583 There is one exception: the empty list @code{()} always stands for the
584 same object, @code{nil}.
586 @node Cons Cell Type
587 @subsection Cons Cell and List Types
588 @cindex address field of register
589 @cindex decrement field of register
590 @cindex pointers
592   A @dfn{cons cell} is an object that consists of two slots, called the
593 @sc{car} slot and the @sc{cdr} slot.  Each slot can @dfn{hold} or
594 @dfn{refer to} any Lisp object.  We also say that ``the @sc{car} of
595 this cons cell is'' whatever object its @sc{car} slot currently holds,
596 and likewise for the @sc{cdr}.
598 @quotation
599 A note to C programmers: in Lisp, we do not distinguish between
600 ``holding'' a value and ``pointing to'' the value, because pointers in
601 Lisp are implicit.
602 @end quotation
604   A @dfn{list} is a series of cons cells, linked together so that the
605 @sc{cdr} slot of each cons cell holds either the next cons cell or the
606 empty list.  @xref{Lists}, for functions that work on lists.  Because
607 most cons cells are used as part of lists, the phrase @dfn{list
608 structure} has come to refer to any structure made out of cons cells.
610   The names @sc{car} and @sc{cdr} derive from the history of Lisp.  The
611 original Lisp implementation ran on an @w{IBM 704} computer which
612 divided words into two parts, called the ``address'' part and the
613 ``decrement''; @sc{car} was an instruction to extract the contents of
614 the address part of a register, and @sc{cdr} an instruction to extract
615 the contents of the decrement.  By contrast, ``cons cells'' are named
616 for the function @code{cons} that creates them, which in turn was named
617 for its purpose, the construction of cells.
619 @cindex atom
620   Because cons cells are so central to Lisp, we also have a word for
621 ``an object which is not a cons cell''.  These objects are called
622 @dfn{atoms}.
624 @cindex parenthesis
625   The read syntax and printed representation for lists are identical, and
626 consist of a left parenthesis, an arbitrary number of elements, and a
627 right parenthesis.
629    Upon reading, each object inside the parentheses becomes an element
630 of the list.  That is, a cons cell is made for each element.  The
631 @sc{car} slot of the cons cell holds the element, and its @sc{cdr}
632 slot refers to the next cons cell of the list, which holds the next
633 element in the list.  The @sc{cdr} slot of the last cons cell is set to
634 hold @code{nil}.
636 @cindex box diagrams, for lists
637 @cindex diagrams, boxed, for lists
638   A list can be illustrated by a diagram in which the cons cells are
639 shown as pairs of boxes, like dominoes.  (The Lisp reader cannot read
640 such an illustration; unlike the textual notation, which can be
641 understood by both humans and computers, the box illustrations can be
642 understood only by humans.)  This picture represents the three-element
643 list @code{(rose violet buttercup)}:
645 @example
646 @group
647     --- ---      --- ---      --- ---
648    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
649     --- ---      --- ---      --- ---
650      |            |            |
651      |            |            |
652       --> rose     --> violet   --> buttercup
653 @end group
654 @end example
656   In this diagram, each box represents a slot that can hold or refer to
657 any Lisp object.  Each pair of boxes represents a cons cell.  Each arrow
658 represents a reference to a Lisp object, either an atom or another cons
659 cell.
661   In this example, the first box, which holds the @sc{car} of the first
662 cons cell, refers to or ``holds'' @code{rose} (a symbol).  The second
663 box, holding the @sc{cdr} of the first cons cell, refers to the next
664 pair of boxes, the second cons cell.  The @sc{car} of the second cons
665 cell is @code{violet}, and its @sc{cdr} is the third cons cell.  The
666 @sc{cdr} of the third (and last) cons cell is @code{nil}.
668   Here is another diagram of the same list, @code{(rose violet
669 buttercup)}, sketched in a different manner:
671 @smallexample
672 @group
673  ---------------       ----------------       -------------------
674 | car   | cdr   |     | car    | cdr   |     | car       | cdr   |
675 | rose  |   o-------->| violet |   o-------->| buttercup |  nil  |
676 |       |       |     |        |       |     |           |       |
677  ---------------       ----------------       -------------------
678 @end group
679 @end smallexample
681 @cindex @samp{(@dots{})} in lists
682 @cindex @code{nil} in lists
683 @cindex empty list
684   A list with no elements in it is the @dfn{empty list}; it is identical
685 to the symbol @code{nil}.  In other words, @code{nil} is both a symbol
686 and a list.
688   Here are examples of lists written in Lisp syntax:
690 @example
691 (A 2 "A")            ; @r{A list of three elements.}
692 ()                   ; @r{A list of no elements (the empty list).}
693 nil                  ; @r{A list of no elements (the empty list).}
694 ("A ()")             ; @r{A list of one element: the string @code{"A ()"}.}
695 (A ())               ; @r{A list of two elements: @code{A} and the empty list.}
696 (A nil)              ; @r{Equivalent to the previous.}
697 ((A B C))            ; @r{A list of one element}
698                      ;   @r{(which is a list of three elements).}
699 @end example
701   Here is the list @code{(A ())}, or equivalently @code{(A nil)},
702 depicted with boxes and arrows:
704 @example
705 @group
706     --- ---      --- ---
707    |   |   |--> |   |   |--> nil
708     --- ---      --- ---
709      |            |
710      |            |
711       --> A        --> nil
712 @end group
713 @end example
715 @menu
716 * Dotted Pair Notation::        An alternative syntax for lists.
717 * Association List Type::       A specially constructed list.
718 @end menu
720 @node Dotted Pair Notation
721 @comment  node-name,  next,  previous,  up
722 @subsubsection Dotted Pair Notation
723 @cindex dotted pair notation
724 @cindex @samp{.} in lists
726   @dfn{Dotted pair notation} is an alternative syntax for cons cells
727 that represents the @sc{car} and @sc{cdr} explicitly.  In this syntax,
728 @code{(@var{a} .@: @var{b})} stands for a cons cell whose @sc{car} is
729 the object @var{a}, and whose @sc{cdr} is the object @var{b}.  Dotted
730 pair notation is therefore more general than list syntax.  In the dotted
731 pair notation, the list @samp{(1 2 3)} is written as @samp{(1 . (2 . (3
732 . nil)))}.  For @code{nil}-terminated lists, you can use either
733 notation, but list notation is usually clearer and more convenient.
734 When printing a list, the dotted pair notation is only used if the
735 @sc{cdr} of a cons cell is not a list.
737   Here's an example using boxes to illustrate dotted pair notation.
738 This example shows the pair @code{(rose . violet)}:
740 @example
741 @group
742     --- ---
743    |   |   |--> violet
744     --- ---
745      |
746      |
747       --> rose
748 @end group
749 @end example
751   You can combine dotted pair notation with list notation to represent
752 conveniently a chain of cons cells with a non-@code{nil} final @sc{cdr}.
753 You write a dot after the last element of the list, followed by the
754 @sc{cdr} of the final cons cell.  For example, @code{(rose violet
755 . buttercup)} is equivalent to @code{(rose . (violet . buttercup))}.
756 The object looks like this:
758 @example
759 @group
760     --- ---      --- ---
761    |   |   |--> |   |   |--> buttercup
762     --- ---      --- ---
763      |            |
764      |            |
765       --> rose     --> violet
766 @end group
767 @end example
769   The syntax @code{(rose .@: violet .@: buttercup)} is invalid because
770 there is nothing that it could mean.  If anything, it would say to put
771 @code{buttercup} in the @sc{cdr} of a cons cell whose @sc{cdr} is already
772 used for @code{violet}.
774   The list @code{(rose violet)} is equivalent to @code{(rose . (violet))},
775 and looks like this:
777 @example
778 @group
779     --- ---      --- ---
780    |   |   |--> |   |   |--> nil
781     --- ---      --- ---
782      |            |
783      |            |
784       --> rose     --> violet
785 @end group
786 @end example
788   Similarly, the three-element list @code{(rose violet buttercup)}
789 is equivalent to @code{(rose . (violet . (buttercup)))}.
790 @ifnottex
791 It looks like this:
793 @example
794 @group
795     --- ---      --- ---      --- ---
796    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
797     --- ---      --- ---      --- ---
798      |            |            |
799      |            |            |
800       --> rose     --> violet   --> buttercup
801 @end group
802 @end example
803 @end ifnottex
805 @node Association List Type
806 @comment  node-name,  next,  previous,  up
807 @subsubsection Association List Type
809   An @dfn{association list} or @dfn{alist} is a specially-constructed
810 list whose elements are cons cells.  In each element, the @sc{car} is
811 considered a @dfn{key}, and the @sc{cdr} is considered an
812 @dfn{associated value}.  (In some cases, the associated value is stored
813 in the @sc{car} of the @sc{cdr}.)  Association lists are often used as
814 stacks, since it is easy to add or remove associations at the front of
815 the list.
817   For example,
819 @example
820 (setq alist-of-colors
821       '((rose . red) (lily . white) (buttercup . yellow)))
822 @end example
824 @noindent
825 sets the variable @code{alist-of-colors} to an alist of three elements.  In the
826 first element, @code{rose} is the key and @code{red} is the value.
828   @xref{Association Lists}, for a further explanation of alists and for
829 functions that work on alists.  @xref{Hash Tables}, for another kind of
830 lookup table, which is much faster for handling a large number of keys.
832 @node Array Type
833 @subsection Array Type
835   An @dfn{array} is composed of an arbitrary number of slots for
836 holding or referring to other Lisp objects, arranged in a contiguous block of
837 memory.  Accessing any element of an array takes approximately the same
838 amount of time.  In contrast, accessing an element of a list requires
839 time proportional to the position of the element in the list.  (Elements
840 at the end of a list take longer to access than elements at the
841 beginning of a list.)
843   Emacs defines four types of array: strings, vectors, bool-vectors, and
844 char-tables.
846   A string is an array of characters and a vector is an array of
847 arbitrary objects.  A bool-vector can hold only @code{t} or @code{nil}.
848 These kinds of array may have any length up to the largest integer.
849 Char-tables are sparse arrays indexed by any valid character code; they
850 can hold arbitrary objects.
852   The first element of an array has index zero, the second element has
853 index 1, and so on.  This is called @dfn{zero-origin} indexing.  For
854 example, an array of four elements has indices 0, 1, 2, @w{and 3}.  The
855 largest possible index value is one less than the length of the array.
856 Once an array is created, its length is fixed.
858   All Emacs Lisp arrays are one-dimensional.  (Most other programming
859 languages support multidimensional arrays, but they are not essential;
860 you can get the same effect with an array of arrays.)  Each type of
861 array has its own read syntax; see the following sections for details.
863   The array type is contained in the sequence type and
864 contains the string type, the vector type, the bool-vector type, and the
865 char-table type.
867 @node String Type
868 @subsection String Type
870   A @dfn{string} is an array of characters.  Strings are used for many
871 purposes in Emacs, as can be expected in a text editor; for example, as
872 the names of Lisp symbols, as messages for the user, and to represent
873 text extracted from buffers.  Strings in Lisp are constants: evaluation
874 of a string returns the same string.
876   @xref{Strings and Characters}, for functions that operate on strings.
878 @menu
879 * Syntax for Strings::
880 * Non-ASCII in Strings::
881 * Nonprinting Characters::
882 * Text Props and Strings::
883 @end menu
885 @node Syntax for Strings
886 @subsubsection Syntax for Strings
888 @cindex @samp{"} in strings
889 @cindex double-quote in strings
890 @cindex @samp{\} in strings
891 @cindex backslash in strings
892   The read syntax for strings is a double-quote, an arbitrary number of
893 characters, and another double-quote, @code{"like this"}.  To include a
894 double-quote in a string, precede it with a backslash; thus, @code{"\""}
895 is a string containing just a single double-quote character.  Likewise,
896 you can include a backslash by preceding it with another backslash, like
897 this: @code{"this \\ is a single embedded backslash"}.
899 @cindex newline in strings
900   The newline character is not special in the read syntax for strings;
901 if you write a new line between the double-quotes, it becomes a
902 character in the string.  But an escaped newline---one that is preceded
903 by @samp{\}---does not become part of the string; i.e., the Lisp reader
904 ignores an escaped newline while reading a string.  An escaped space
905 @w{@samp{\ }} is likewise ignored.
907 @example
908 "It is useful to include newlines
909 in documentation strings,
910 but the newline is \
911 ignored if escaped."
912      @result{} "It is useful to include newlines
913 in documentation strings,
914 but the newline is ignored if escaped."
915 @end example
917 @node Non-ASCII in Strings
918 @subsubsection Non-@sc{ascii} Characters in Strings
920   You can include a non-@sc{ascii} international character in a string
921 constant by writing it literally.  There are two text representations
922 for non-@sc{ascii} characters in Emacs strings (and in buffers): unibyte
923 and multibyte.  If the string constant is read from a multibyte source,
924 such as a multibyte buffer or string, or a file that would be visited as
925 multibyte, then the character is read as a multibyte character, and that
926 makes the string multibyte.  If the string constant is read from a
927 unibyte source, then the character is read as unibyte and that makes the
928 string unibyte.
930   You can also represent a multibyte non-@sc{ascii} character with its
931 character code: use a hex escape, @samp{\x@var{nnnnnnn}}, with as many
932 digits as necessary.  (Multibyte non-@sc{ascii} character codes are all
933 greater than 256.)  Any character which is not a valid hex digit
934 terminates this construct.  If the next character in the string could be
935 interpreted as a hex digit, write @w{@samp{\ }} (backslash and space) to
936 terminate the hex escape---for example, @w{@samp{\x8e0\ }} represents
937 one character, @samp{a} with grave accent.  @w{@samp{\ }} in a string
938 constant is just like backslash-newline; it does not contribute any
939 character to the string, but it does terminate the preceding hex escape.
941   Using a multibyte hex escape forces the string to multibyte.  You can
942 represent a unibyte non-@sc{ascii} character with its character code,
943 which must be in the range from 128 (0200 octal) to 255 (0377 octal).
944 This forces a unibyte string.
946   @xref{Text Representations}, for more information about the two
947 text representations.
949 @node Nonprinting Characters
950 @subsubsection Nonprinting Characters in Strings
952   You can use the same backslash escape-sequences in a string constant
953 as in character literals (but do not use the question mark that begins a
954 character constant).  For example, you can write a string containing the
955 nonprinting characters tab and @kbd{C-a}, with commas and spaces between
956 them, like this: @code{"\t, \C-a"}.  @xref{Character Type}, for a
957 description of the read syntax for characters.
959   However, not all of the characters you can write with backslash
960 escape-sequences are valid in strings.  The only control characters that
961 a string can hold are the @sc{ascii} control characters.  Strings do not
962 distinguish case in @sc{ascii} control characters.
964   Properly speaking, strings cannot hold meta characters; but when a
965 string is to be used as a key sequence, there is a special convention
966 that provides a way to represent meta versions of @sc{ascii} characters in a
967 string.  If you use the @samp{\M-} syntax to indicate a meta character
968 in a string constant, this sets the
969 @tex
970 @math{2^{7}}
971 @end tex
972 @ifnottex
973 2**7
974 @end ifnottex
975 bit of the character in the string.  If the string is used in
976 @code{define-key} or @code{lookup-key}, this numeric code is translated
977 into the equivalent meta character.  @xref{Character Type}.
979   Strings cannot hold characters that have the hyper, super, or alt
980 modifiers.
982 @node Text Props and Strings
983 @subsubsection Text Properties in Strings
985   A string can hold properties for the characters it contains, in
986 addition to the characters themselves.  This enables programs that copy
987 text between strings and buffers to copy the text's properties with no
988 special effort.  @xref{Text Properties}, for an explanation of what text
989 properties mean.  Strings with text properties use a special read and
990 print syntax:
992 @example
993 #("@var{characters}" @var{property-data}...)
994 @end example
996 @noindent
997 where @var{property-data} consists of zero or more elements, in groups
998 of three as follows:
1000 @example
1001 @var{beg} @var{end} @var{plist}
1002 @end example
1004 @noindent
1005 The elements @var{beg} and @var{end} are integers, and together specify
1006 a range of indices in the string; @var{plist} is the property list for
1007 that range.  For example,
1009 @example
1010 #("foo bar" 0 3 (face bold) 3 4 nil 4 7 (face italic))
1011 @end example
1013 @noindent
1014 represents a string whose textual contents are @samp{foo bar}, in which
1015 the first three characters have a @code{face} property with value
1016 @code{bold}, and the last three have a @code{face} property with value
1017 @code{italic}.  (The fourth character has no text properties, so its
1018 property list is @code{nil}.  It is not actually necessary to mention
1019 ranges with @code{nil} as the property list, since any characters not
1020 mentioned in any range will default to having no properties.)
1022 @node Vector Type
1023 @subsection Vector Type
1025   A @dfn{vector} is a one-dimensional array of elements of any type.  It
1026 takes a constant amount of time to access any element of a vector.  (In
1027 a list, the access time of an element is proportional to the distance of
1028 the element from the beginning of the list.)
1030   The printed representation of a vector consists of a left square
1031 bracket, the elements, and a right square bracket.  This is also the
1032 read syntax.  Like numbers and strings, vectors are considered constants
1033 for evaluation.
1035 @example
1036 [1 "two" (three)]      ; @r{A vector of three elements.}
1037      @result{} [1 "two" (three)]
1038 @end example
1040   @xref{Vectors}, for functions that work with vectors.
1042 @node Char-Table Type
1043 @subsection Char-Table Type
1045   A @dfn{char-table} is a one-dimensional array of elements of any type,
1046 indexed by character codes.  Char-tables have certain extra features to
1047 make them more useful for many jobs that involve assigning information
1048 to character codes---for example, a char-table can have a parent to
1049 inherit from, a default value, and a small number of extra slots to use for
1050 special purposes.  A char-table can also specify a single value for
1051 a whole character set.
1053   The printed representation of a char-table is like a vector
1054 except that there is an extra @samp{#^} at the beginning.
1056   @xref{Char-Tables}, for special functions to operate on char-tables.
1057 Uses of char-tables include:
1059 @itemize @bullet
1060 @item
1061 Case tables (@pxref{Case Tables}).
1063 @item
1064 Character category tables (@pxref{Categories}).
1066 @item
1067 Display tables (@pxref{Display Tables}).
1069 @item
1070 Syntax tables (@pxref{Syntax Tables}).
1071 @end itemize
1073 @node Bool-Vector Type
1074 @subsection Bool-Vector Type
1076   A @dfn{bool-vector} is a one-dimensional array of elements that
1077 must be @code{t} or @code{nil}.
1079   The printed representation of a bool-vector is like a string, except
1080 that it begins with @samp{#&} followed by the length.  The string
1081 constant that follows actually specifies the contents of the bool-vector
1082 as a bitmap---each ``character'' in the string contains 8 bits, which
1083 specify the next 8 elements of the bool-vector (1 stands for @code{t},
1084 and 0 for @code{nil}).  The least significant bits of the character
1085 correspond to the lowest indices in the bool-vector.  If the length is not a
1086 multiple of 8, the printed representation shows extra elements, but
1087 these extras really make no difference.
1089 @example
1090 (make-bool-vector 3 t)
1091      @result{} #&3"\007"
1092 (make-bool-vector 3 nil)
1093      @result{} #&3"\0"
1094 ;; @r{These are equal since only the first 3 bits are used.}
1095 (equal #&3"\377" #&3"\007")
1096      @result{} t
1097 @end example
1099 @node Hash Table Type
1100 @subsection Hash Table Type
1102     A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
1103 alist in that it maps keys to corresponding values, but much faster.
1104 Hash tables are a new feature in Emacs 21; they have no read syntax, and
1105 print using hash notation.  @xref{Hash Tables}.
1107 @example
1108 (make-hash-table)
1109      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
1110 @end example
1112 @node Function Type
1113 @subsection Function Type
1115   Just as functions in other programming languages are executable,
1116 @dfn{Lisp function} objects are pieces of executable code.  However,
1117 functions in Lisp are primarily Lisp objects, and only secondarily the
1118 text which represents them.  These Lisp objects are lambda expressions:
1119 lists whose first element is the symbol @code{lambda} (@pxref{Lambda
1120 Expressions}).
1122   In most programming languages, it is impossible to have a function
1123 without a name.  In Lisp, a function has no intrinsic name.  A lambda
1124 expression is also called an @dfn{anonymous function} (@pxref{Anonymous
1125 Functions}).  A named function in Lisp is actually a symbol with a valid
1126 function in its function cell (@pxref{Defining Functions}).
1128   Most of the time, functions are called when their names are written in
1129 Lisp expressions in Lisp programs.  However, you can construct or obtain
1130 a function object at run time and then call it with the primitive
1131 functions @code{funcall} and @code{apply}.  @xref{Calling Functions}.
1133 @node Macro Type
1134 @subsection Macro Type
1136   A @dfn{Lisp macro} is a user-defined construct that extends the Lisp
1137 language.  It is represented as an object much like a function, but with
1138 different argument-passing semantics.  A Lisp macro has the form of a
1139 list whose first element is the symbol @code{macro} and whose @sc{cdr}
1140 is a Lisp function object, including the @code{lambda} symbol.
1142   Lisp macro objects are usually defined with the built-in
1143 @code{defmacro} function, but any list that begins with @code{macro} is
1144 a macro as far as Emacs is concerned.  @xref{Macros}, for an explanation
1145 of how to write a macro.
1147   @strong{Warning}: Lisp macros and keyboard macros (@pxref{Keyboard
1148 Macros}) are entirely different things.  When we use the word ``macro''
1149 without qualification, we mean a Lisp macro, not a keyboard macro.
1151 @node Primitive Function Type
1152 @subsection Primitive Function Type
1153 @cindex special forms
1155   A @dfn{primitive function} is a function callable from Lisp but
1156 written in the C programming language.  Primitive functions are also
1157 called @dfn{subrs} or @dfn{built-in functions}.  (The word ``subr'' is
1158 derived from ``subroutine''.)  Most primitive functions evaluate all
1159 their arguments when they are called.  A primitive function that does
1160 not evaluate all its arguments is called a @dfn{special form}
1161 (@pxref{Special Forms}).@refill
1163   It does not matter to the caller of a function whether the function is
1164 primitive.  However, this does matter if you try to redefine a primitive
1165 with a function written in Lisp.  The reason is that the primitive
1166 function may be called directly from C code.  Calls to the redefined
1167 function from Lisp will use the new definition, but calls from C code
1168 may still use the built-in definition.  Therefore, @strong{we discourage
1169 redefinition of primitive functions}.
1171   The term @dfn{function} refers to all Emacs functions, whether written
1172 in Lisp or C.  @xref{Function Type}, for information about the
1173 functions written in Lisp.
1175   Primitive functions have no read syntax and print in hash notation
1176 with the name of the subroutine.
1178 @example
1179 @group
1180 (symbol-function 'car)          ; @r{Access the function cell}
1181                                 ;   @r{of the symbol.}
1182      @result{} #<subr car>
1183 (subrp (symbol-function 'car))  ; @r{Is this a primitive function?}
1184      @result{} t                       ; @r{Yes.}
1185 @end group
1186 @end example
1188 @node Byte-Code Type
1189 @subsection Byte-Code Function Type
1191 The byte compiler produces @dfn{byte-code function objects}.
1192 Internally, a byte-code function object is much like a vector; however,
1193 the evaluator handles this data type specially when it appears as a
1194 function to be called.  @xref{Byte Compilation}, for information about
1195 the byte compiler.
1197 The printed representation and read syntax for a byte-code function
1198 object is like that for a vector, with an additional @samp{#} before the
1199 opening @samp{[}.
1201 @node Autoload Type
1202 @subsection Autoload Type
1204   An @dfn{autoload object} is a list whose first element is the symbol
1205 @code{autoload}.  It is stored as the function definition of a symbol,
1206 where it serves as a placeholder for the real definition.  The autoload
1207 object says that the real definition is found in a file of Lisp code
1208 that should be loaded when necessary.  It contains the name of the file,
1209 plus some other information about the real definition.
1211   After the file has been loaded, the symbol should have a new function
1212 definition that is not an autoload object.  The new definition is then
1213 called as if it had been there to begin with.  From the user's point of
1214 view, the function call works as expected, using the function definition
1215 in the loaded file.
1217   An autoload object is usually created with the function
1218 @code{autoload}, which stores the object in the function cell of a
1219 symbol.  @xref{Autoload}, for more details.
1221 @node Editing Types
1222 @section Editing Types
1223 @cindex editing types
1225   The types in the previous section are used for general programming
1226 purposes, and most of them are common to most Lisp dialects.  Emacs Lisp
1227 provides several additional data types for purposes connected with
1228 editing.
1230 @menu
1231 * Buffer Type::         The basic object of editing.
1232 * Marker Type::         A position in a buffer.
1233 * Window Type::         Buffers are displayed in windows.
1234 * Frame Type::          Windows subdivide frames.
1235 * Window Configuration Type::   Recording the way a frame is subdivided.
1236 * Frame Configuration Type::    Recording the status of all frames.
1237 * Process Type::        A process running on the underlying OS.
1238 * Stream Type::         Receive or send characters.
1239 * Keymap Type::         What function a keystroke invokes.
1240 * Overlay Type::        How an overlay is represented.
1241 @end menu
1243 @node Buffer Type
1244 @subsection Buffer Type
1246   A @dfn{buffer} is an object that holds text that can be edited
1247 (@pxref{Buffers}).  Most buffers hold the contents of a disk file
1248 (@pxref{Files}) so they can be edited, but some are used for other
1249 purposes.  Most buffers are also meant to be seen by the user, and
1250 therefore displayed, at some time, in a window (@pxref{Windows}).  But a
1251 buffer need not be displayed in any window.
1253   The contents of a buffer are much like a string, but buffers are not
1254 used like strings in Emacs Lisp, and the available operations are
1255 different.  For example, you can insert text efficiently into an
1256 existing buffer, altering the buffer's contents, whereas ``inserting''
1257 text into a string requires concatenating substrings, and the result is
1258 an entirely new string object.
1260   Each buffer has a designated position called @dfn{point}
1261 (@pxref{Positions}).  At any time, one buffer is the @dfn{current
1262 buffer}.  Most editing commands act on the contents of the current
1263 buffer in the neighborhood of point.  Many of the standard Emacs
1264 functions manipulate or test the characters in the current buffer; a
1265 whole chapter in this manual is devoted to describing these functions
1266 (@pxref{Text}).
1268   Several other data structures are associated with each buffer:
1270 @itemize @bullet
1271 @item
1272 a local syntax table (@pxref{Syntax Tables});
1274 @item
1275 a local keymap (@pxref{Keymaps}); and,
1277 @item
1278 a list of buffer-local variable bindings (@pxref{Buffer-Local Variables}).
1280 @item
1281 overlays (@pxref{Overlays}).
1283 @item
1284 text properties for the text in the buffer (@pxref{Text Properties}).
1285 @end itemize
1287 @noindent
1288 The local keymap and variable list contain entries that individually
1289 override global bindings or values.  These are used to customize the
1290 behavior of programs in different buffers, without actually changing the
1291 programs.
1293   A buffer may be @dfn{indirect}, which means it shares the text
1294 of another buffer, but presents it differently.  @xref{Indirect Buffers}.
1296   Buffers have no read syntax.  They print in hash notation, showing the
1297 buffer name.
1299 @example
1300 @group
1301 (current-buffer)
1302      @result{} #<buffer objects.texi>
1303 @end group
1304 @end example
1306 @node Marker Type
1307 @subsection Marker Type
1309   A @dfn{marker} denotes a position in a specific buffer.  Markers
1310 therefore have two components: one for the buffer, and one for the
1311 position.  Changes in the buffer's text automatically relocate the
1312 position value as necessary to ensure that the marker always points
1313 between the same two characters in the buffer.
1315   Markers have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1316 current character position and the name of the buffer.
1318 @example
1319 @group
1320 (point-marker)
1321      @result{} #<marker at 10779 in objects.texi>
1322 @end group
1323 @end example
1325 @xref{Markers}, for information on how to test, create, copy, and move
1326 markers.
1328 @node Window Type
1329 @subsection Window Type
1331   A @dfn{window} describes the portion of the terminal screen that Emacs
1332 uses to display a buffer.  Every window has one associated buffer, whose
1333 contents appear in the window.  By contrast, a given buffer may appear
1334 in one window, no window, or several windows.
1336   Though many windows may exist simultaneously, at any time one window
1337 is designated the @dfn{selected window}.  This is the window where the
1338 cursor is (usually) displayed when Emacs is ready for a command.  The
1339 selected window usually displays the current buffer, but this is not
1340 necessarily the case.
1342   Windows are grouped on the screen into frames; each window belongs to
1343 one and only one frame.  @xref{Frame Type}.
1345   Windows have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1346 window number and the name of the buffer being displayed.  The window
1347 numbers exist to identify windows uniquely, since the buffer displayed
1348 in any given window can change frequently.
1350 @example
1351 @group
1352 (selected-window)
1353      @result{} #<window 1 on objects.texi>
1354 @end group
1355 @end example
1357   @xref{Windows}, for a description of the functions that work on windows.
1359 @node Frame Type
1360 @subsection Frame Type
1362   A @dfn{frame} is a rectangle on the screen that contains one or more
1363 Emacs windows.  A frame initially contains a single main window (plus
1364 perhaps a minibuffer window) which you can subdivide vertically or
1365 horizontally into smaller windows.
1367   Frames have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1368 frame's title, plus its address in core (useful to identify the frame
1369 uniquely).
1371 @example
1372 @group
1373 (selected-frame)
1374      @result{} #<frame emacs@@psilocin.gnu.org 0xdac80>
1375 @end group
1376 @end example
1378   @xref{Frames}, for a description of the functions that work on frames.
1380 @node Window Configuration Type
1381 @subsection Window Configuration Type
1382 @cindex screen layout
1384   A @dfn{window configuration} stores information about the positions,
1385 sizes, and contents of the windows in a frame, so you can recreate the
1386 same arrangement of windows later.
1388   Window configurations do not have a read syntax; their print syntax
1389 looks like @samp{#<window-configuration>}.  @xref{Window
1390 Configurations}, for a description of several functions related to
1391 window configurations.
1393 @node Frame Configuration Type
1394 @subsection Frame Configuration Type
1395 @cindex screen layout
1397   A @dfn{frame configuration} stores information about the positions,
1398 sizes, and contents of the windows in all frames.  It is actually
1399 a list whose @sc{car} is @code{frame-configuration} and whose
1400 @sc{cdr} is an alist.  Each alist element describes one frame,
1401 which appears as the @sc{car} of that element.
1403   @xref{Frame Configurations}, for a description of several functions
1404 related to frame configurations.
1406 @node Process Type
1407 @subsection Process Type
1409   The word @dfn{process} usually means a running program.  Emacs itself
1410 runs in a process of this sort.  However, in Emacs Lisp, a process is a
1411 Lisp object that designates a subprocess created by the Emacs process.
1412 Programs such as shells, GDB, ftp, and compilers, running in
1413 subprocesses of Emacs, extend the capabilities of Emacs.
1415   An Emacs subprocess takes textual input from Emacs and returns textual
1416 output to Emacs for further manipulation.  Emacs can also send signals
1417 to the subprocess.
1419   Process objects have no read syntax.  They print in hash notation,
1420 giving the name of the process:
1422 @example
1423 @group
1424 (process-list)
1425      @result{} (#<process shell>)
1426 @end group
1427 @end example
1429 @xref{Processes}, for information about functions that create, delete,
1430 return information about, send input or signals to, and receive output
1431 from processes.
1433 @node Stream Type
1434 @subsection Stream Type
1436   A @dfn{stream} is an object that can be used as a source or sink for
1437 characters---either to supply characters for input or to accept them as
1438 output.  Many different types can be used this way: markers, buffers,
1439 strings, and functions.  Most often, input streams (character sources)
1440 obtain characters from the keyboard, a buffer, or a file, and output
1441 streams (character sinks) send characters to a buffer, such as a
1442 @file{*Help*} buffer, or to the echo area.
1444   The object @code{nil}, in addition to its other meanings, may be used
1445 as a stream.  It stands for the value of the variable
1446 @code{standard-input} or @code{standard-output}.  Also, the object
1447 @code{t} as a stream specifies input using the minibuffer
1448 (@pxref{Minibuffers}) or output in the echo area (@pxref{The Echo
1449 Area}).
1451   Streams have no special printed representation or read syntax, and
1452 print as whatever primitive type they are.
1454   @xref{Read and Print}, for a description of functions
1455 related to streams, including parsing and printing functions.
1457 @node Keymap Type
1458 @subsection Keymap Type
1460   A @dfn{keymap} maps keys typed by the user to commands.  This mapping
1461 controls how the user's command input is executed.  A keymap is actually
1462 a list whose @sc{car} is the symbol @code{keymap}.
1464   @xref{Keymaps}, for information about creating keymaps, handling prefix
1465 keys, local as well as global keymaps, and changing key bindings.
1467 @node Overlay Type
1468 @subsection Overlay Type
1470   An @dfn{overlay} specifies properties that apply to a part of a
1471 buffer.  Each overlay applies to a specified range of the buffer, and
1472 contains a property list (a list whose elements are alternating property
1473 names and values).  Overlay properties are used to present parts of the
1474 buffer temporarily in a different display style.  Overlays have no read
1475 syntax, and print in hash notation, giving the buffer name and range of
1476 positions.
1478   @xref{Overlays}, for how to create and use overlays.
1480 @node Circular Objects
1481 @section Read Syntax for Circular Objects
1482 @cindex circular structure, read syntax
1483 @cindex shared structure, read syntax
1484 @cindex @samp{#@var{n}=} read syntax
1485 @cindex @samp{#@var{n}#} read syntax
1487   In Emacs 21, to represent shared or circular structure within a
1488 complex of Lisp objects, you can use the reader constructs
1489 @samp{#@var{n}=} and @samp{#@var{n}#}.
1491   Use @code{#@var{n}=} before an object to label it for later reference;
1492 subsequently, you can use @code{#@var{n}#} to refer the same object in
1493 another place.  Here, @var{n} is some integer.  For example, here is how
1494 to make a list in which the first element recurs as the third element:
1496 @example
1497 (#1=(a) b #1#)
1498 @end example
1500 @noindent
1501 This differs from ordinary syntax such as this
1503 @example
1504 ((a) b (a))
1505 @end example
1507 @noindent
1508 which would result in a list whose first and third elements
1509 look alike but are not the same Lisp object.  This shows the difference:
1511 @example
1512 (prog1 nil
1513   (setq x '(#1=(a) b #1#)))
1514 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1515      @result{} t
1516 (setq x '((a) b (a)))
1517 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1518      @result{} nil
1519 @end example
1521   You can also use the same syntax to make a circular structure, which
1522 appears as an ``element'' within itself.  Here is an example:
1524 @example
1525 #1=(a #1#)
1526 @end example
1528 @noindent
1529 This makes a list whose second element is the list itself.
1530 Here's how you can see that it really works:
1532 @example
1533 (prog1 nil
1534   (setq x '#1=(a #1#)))
1535 (eq x (cadr x))
1536      @result{} t
1537 @end example
1539   The Lisp printer can produce this syntax to record circular and shared
1540 structure in a Lisp object, if you bind the variable @code{print-circle}
1541 to a non-@code{nil} value.  @xref{Output Variables}.
1543 @node Type Predicates
1544 @section Type Predicates
1545 @cindex predicates
1546 @cindex type checking
1547 @kindex wrong-type-argument
1549   The Emacs Lisp interpreter itself does not perform type checking on
1550 the actual arguments passed to functions when they are called.  It could
1551 not do so, since function arguments in Lisp do not have declared data
1552 types, as they do in other programming languages.  It is therefore up to
1553 the individual function to test whether each actual argument belongs to
1554 a type that the function can use.
1556   All built-in functions do check the types of their actual arguments
1557 when appropriate, and signal a @code{wrong-type-argument} error if an
1558 argument is of the wrong type.  For example, here is what happens if you
1559 pass an argument to @code{+} that it cannot handle:
1561 @example
1562 @group
1563 (+ 2 'a)
1564      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, a
1565 @end group
1566 @end example
1568 @cindex type predicates
1569 @cindex testing types
1570   If you want your program to handle different types differently, you
1571 must do explicit type checking.  The most common way to check the type
1572 of an object is to call a @dfn{type predicate} function.  Emacs has a
1573 type predicate for each type, as well as some predicates for
1574 combinations of types.
1576   A type predicate function takes one argument; it returns @code{t} if
1577 the argument belongs to the appropriate type, and @code{nil} otherwise.
1578 Following a general Lisp convention for predicate functions, most type
1579 predicates' names end with @samp{p}.
1581   Here is an example which uses the predicates @code{listp} to check for
1582 a list and @code{symbolp} to check for a symbol.
1584 @example
1585 (defun add-on (x)
1586   (cond ((symbolp x)
1587          ;; If X is a symbol, put it on LIST.
1588          (setq list (cons x list)))
1589         ((listp x)
1590          ;; If X is a list, add its elements to LIST.
1591          (setq list (append x list)))
1592         (t
1593          ;; We handle only symbols and lists.
1594          (error "Invalid argument %s in add-on" x))))
1595 @end example
1597   Here is a table of predefined type predicates, in alphabetical order,
1598 with references to further information.
1600 @table @code
1601 @item atom
1602 @xref{List-related Predicates, atom}.
1604 @item arrayp
1605 @xref{Array Functions, arrayp}.
1607 @item bool-vector-p
1608 @xref{Bool-Vectors, bool-vector-p}.
1610 @item bufferp
1611 @xref{Buffer Basics, bufferp}.
1613 @item byte-code-function-p
1614 @xref{Byte-Code Type, byte-code-function-p}.
1616 @item case-table-p
1617 @xref{Case Tables, case-table-p}.
1619 @item char-or-string-p
1620 @xref{Predicates for Strings, char-or-string-p}.
1622 @item char-table-p
1623 @xref{Char-Tables, char-table-p}.
1625 @item commandp
1626 @xref{Interactive Call, commandp}.
1628 @item consp
1629 @xref{List-related Predicates, consp}.
1631 @item display-table-p
1632 @xref{Display Tables, display-table-p}.
1634 @item floatp
1635 @xref{Predicates on Numbers, floatp}.
1637 @item frame-configuration-p
1638 @xref{Frame Configurations, frame-configuration-p}.
1640 @item frame-live-p
1641 @xref{Deleting Frames, frame-live-p}.
1643 @item framep
1644 @xref{Frames, framep}.
1646 @item functionp
1647 @xref{Functions, functionp}.
1649 @item integer-or-marker-p
1650 @xref{Predicates on Markers, integer-or-marker-p}.
1652 @item integerp
1653 @xref{Predicates on Numbers, integerp}.
1655 @item keymapp
1656 @xref{Creating Keymaps, keymapp}.
1658 @item keywordp
1659 @xref{Constant Variables}.
1661 @item listp
1662 @xref{List-related Predicates, listp}.
1664 @item markerp
1665 @xref{Predicates on Markers, markerp}.
1667 @item wholenump
1668 @xref{Predicates on Numbers, wholenump}.
1670 @item nlistp
1671 @xref{List-related Predicates, nlistp}.
1673 @item numberp
1674 @xref{Predicates on Numbers, numberp}.
1676 @item number-or-marker-p
1677 @xref{Predicates on Markers, number-or-marker-p}.
1679 @item overlayp
1680 @xref{Overlays, overlayp}.
1682 @item processp
1683 @xref{Processes, processp}.
1685 @item sequencep
1686 @xref{Sequence Functions, sequencep}.
1688 @item stringp
1689 @xref{Predicates for Strings, stringp}.
1691 @item subrp
1692 @xref{Function Cells, subrp}.
1694 @item symbolp
1695 @xref{Symbols, symbolp}.
1697 @item syntax-table-p
1698 @xref{Syntax Tables, syntax-table-p}.
1700 @item user-variable-p
1701 @xref{Defining Variables, user-variable-p}.
1703 @item vectorp
1704 @xref{Vectors, vectorp}.
1706 @item window-configuration-p
1707 @xref{Window Configurations, window-configuration-p}.
1709 @item window-live-p
1710 @xref{Deleting Windows, window-live-p}.
1712 @item windowp
1713 @xref{Basic Windows, windowp}.
1714 @end table
1716   The most general way to check the type of an object is to call the
1717 function @code{type-of}.  Recall that each object belongs to one and
1718 only one primitive type; @code{type-of} tells you which one (@pxref{Lisp
1719 Data Types}).  But @code{type-of} knows nothing about non-primitive
1720 types.  In most cases, it is more convenient to use type predicates than
1721 @code{type-of}.
1723 @defun type-of object
1724 This function returns a symbol naming the primitive type of
1725 @var{object}.  The value is one of the symbols @code{symbol},
1726 @code{integer}, @code{float}, @code{string}, @code{cons}, @code{vector},
1727 @code{char-table}, @code{bool-vector}, @code{hash-table}, @code{subr},
1728 @code{compiled-function}, @code{marker}, @code{overlay}, @code{window},
1729 @code{buffer}, @code{frame}, @code{process}, or
1730 @code{window-configuration}.
1732 @example
1733 (type-of 1)
1734      @result{} integer
1735 (type-of 'nil)
1736      @result{} symbol
1737 (type-of '())    ; @r{@code{()} is @code{nil}.}
1738      @result{} symbol
1739 (type-of '(x))
1740      @result{} cons
1741 @end example
1742 @end defun
1744 @node Equality Predicates
1745 @section Equality Predicates
1746 @cindex equality
1748   Here we describe two functions that test for equality between any two
1749 objects.  Other functions test equality between objects of specific
1750 types, e.g., strings.  For these predicates, see the appropriate chapter
1751 describing the data type.
1753 @defun eq object1 object2
1754 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1755 the same object, @code{nil} otherwise.  The ``same object'' means that a
1756 change in one will be reflected by the same change in the other.
1758 @code{eq} returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1759 integers with the same value.  Also, since symbol names are normally
1760 unique, if the arguments are symbols with the same name, they are
1761 @code{eq}.  For other types (e.g., lists, vectors, strings), two
1762 arguments with the same contents or elements are not necessarily
1763 @code{eq} to each other: they are @code{eq} only if they are the same
1764 object.
1766 @example
1767 @group
1768 (eq 'foo 'foo)
1769      @result{} t
1770 @end group
1772 @group
1773 (eq 456 456)
1774      @result{} t
1775 @end group
1777 @group
1778 (eq "asdf" "asdf")
1779      @result{} nil
1780 @end group
1782 @group
1783 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1784      @result{} nil
1785 @end group
1787 @group
1788 (setq foo '(1 (2 (3))))
1789      @result{} (1 (2 (3)))
1790 (eq foo foo)
1791      @result{} t
1792 (eq foo '(1 (2 (3))))
1793      @result{} nil
1794 @end group
1796 @group
1797 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1798      @result{} nil
1799 @end group
1801 @group
1802 (eq (point-marker) (point-marker))
1803      @result{} nil
1804 @end group
1805 @end example
1807 The @code{make-symbol} function returns an uninterned symbol, distinct
1808 from the symbol that is used if you write the name in a Lisp expression.
1809 Distinct symbols with the same name are not @code{eq}.  @xref{Creating
1810 Symbols}.
1812 @example
1813 @group
1814 (eq (make-symbol "foo") 'foo)
1815      @result{} nil
1816 @end group
1817 @end example
1818 @end defun
1820 @defun equal object1 object2
1821 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} have
1822 equal components, @code{nil} otherwise.  Whereas @code{eq} tests if its
1823 arguments are the same object, @code{equal} looks inside nonidentical
1824 arguments to see if their elements or contents are the same.  So, if two
1825 objects are @code{eq}, they are @code{equal}, but the converse is not
1826 always true.
1828 @example
1829 @group
1830 (equal 'foo 'foo)
1831      @result{} t
1832 @end group
1834 @group
1835 (equal 456 456)
1836      @result{} t
1837 @end group
1839 @group
1840 (equal "asdf" "asdf")
1841      @result{} t
1842 @end group
1843 @group
1844 (eq "asdf" "asdf")
1845      @result{} nil
1846 @end group
1848 @group
1849 (equal '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1850      @result{} t
1851 @end group
1852 @group
1853 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1854      @result{} nil
1855 @end group
1857 @group
1858 (equal [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1859      @result{} t
1860 @end group
1861 @group
1862 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1863      @result{} nil
1864 @end group
1866 @group
1867 (equal (point-marker) (point-marker))
1868      @result{} t
1869 @end group
1871 @group
1872 (eq (point-marker) (point-marker))
1873      @result{} nil
1874 @end group
1875 @end example
1877 Comparison of strings is case-sensitive, but does not take account of
1878 text properties---it compares only the characters in the strings.
1879 A unibyte string never equals a multibyte string unless the
1880 contents are entirely @sc{ascii} (@pxref{Text Representations}).
1882 @example
1883 @group
1884 (equal "asdf" "ASDF")
1885      @result{} nil
1886 @end group
1887 @end example
1889 However, two distinct buffers are never considered @code{equal}, even if
1890 their textual contents are the same.
1891 @end defun
1893   The test for equality is implemented recursively; for example, given
1894 two cons cells @var{x} and @var{y}, @code{(equal @var{x} @var{y})}
1895 returns @code{t} if and only if both the expressions below return
1896 @code{t}:
1898 @example
1899 (equal (car @var{x}) (car @var{y}))
1900 (equal (cdr @var{x}) (cdr @var{y}))
1901 @end example
1903 Because of this recursive method, circular lists may therefore cause
1904 infinite recursion (leading to an error).