(hl-line-mode): Don't be a global mode.
[emacs.git] / man / cl.texi
blob1d76bac5438bf973778f4b5a8c99c33f3210d911
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
5 @dircategory Emacs
6 @direntry
7 * CL: (cl).             Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
8 @end direntry
10 @iftex
11 @finalout
12 @end iftex
14 @ifinfo
15 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
17 Copyright (C) 1993 Free Software Foundation, Inc.
20 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
21 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
22 any later version published by the Free Software Foundation; with no
23 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU
24 Manual'', and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the
25 license is included in the section entitled ``GNU Free Documentation
26 License'' in the Emacs manual.
28 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have freedom to copy and modify
29 this GNU Manual, like GNU software.  Copies published by the Free
30 Software Foundation raise funds for GNU development.''
32 This document is part of a collection distributed under the GNU Free
33 Documentation License.  If you want to distribute this document
34 separately from the collection, you can do so by adding a copy of the
35 license to the document, as described in section 6 of the license.
36 @end ifinfo
38 @titlepage
39 @sp 6
40 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
41 @sp 4
42 @center For GNU Emacs Lisp
43 @sp 1
44 @center Version 2.02
45 @sp 5
46 @center Dave Gillespie
47 @center daveg@@synaptics.com
48 @page
50 @vskip 0pt plus 1filll
51 Copyright @copyright{} 1993 Free Software Foundation, Inc.
53 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
54 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
55 any later version published by the Free Software Foundation; with no
56 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU
57 Manual'', and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the
58 license is included in the section entitled ``GNU Free Documentation
59 License'' in the Emacs manual.
61 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have freedom to copy and modify
62 this GNU Manual, like GNU software.  Copies published by the Free
63 Software Foundation raise funds for GNU development.''
65 This document is part of a collection distributed under the GNU Free
66 Documentation License.  If you want to distribute this document
67 separately from the collection, you can do so by adding a copy of the
68 license to the document, as described in section 6 of the license.
69 @end titlepage
71 @node Top, Overview, (dir), (dir)
72 @chapter Common Lisp Extensions
74 @noindent
75 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
76 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
77 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
78 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
80 @menu
81 * Overview::             Installation, usage, etc.
82 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
83 * Predicates::           `typep', `eql', and `equalp'
84 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
85 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
86 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
87 * Symbols::              Property lists, `gensym'
88 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
89 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
90 * Lists::                `cadr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
91 * Structures::           `defstruct'
92 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
94 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
95 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
96 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
97 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
99 * Function Index::
100 * Variable Index::
101 @end menu
103 @node Overview, Program Structure, Top, Top
104 @ifinfo
105 @chapter Overview
106 @end ifinfo
107 @iftex
108 @section Overview
109 @end iftex
111 @noindent
112 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
113 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
114 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
115 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
116 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
117 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
119 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
120 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
121 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
122 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
124 Some Common Lisp features have been omitted from this package
125 for various reasons:
127 @itemize @bullet
128 @item
129 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
130 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
131 examples of this group.
133 @item
134 Other features cannot be implemented without modification to the
135 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
136 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
137 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
138 features.
140 @item
141 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
142 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
143 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
144 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
145 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
146 @end itemize
148 The package described here was written by Dave Gillespie,
149 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
150 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
151 the Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
152 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
153 version to ensure that each function is defined efficiently,
154 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
155 environment.
157 @menu
158 * Usage::                How to use the CL package
159 * Organization::         The package's five component files
160 * Installation::         Compiling and installing CL
161 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
162 @end menu
164 @node Usage, Organization, Overview, Overview
165 @section Usage
167 @noindent
168 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
169 include at the beginning:
171 @example
172 (require 'cl)
173 @end example
175 @noindent
176 If you want to ensure that the new (Gillespie) version of @dfn{CL}
177 is the one that is present, add an additional @code{(require 'cl-19)}
178 call:
180 @example
181 (require 'cl)
182 (require 'cl-19)
183 @end example
185 @noindent
186 The second call will fail (with ``@file{cl-19.el} not found'') if
187 the old @file{cl.el} package was in use.
189 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
190 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
191 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
193 @node Organization, Installation, Usage, Overview
194 @section Organization
196 @noindent
197 The Common Lisp package is organized into four files:
199 @table @file
200 @item cl.el
201 This is the ``main'' file, which contains basic functions
202 and information about the package.  This file is relatively
203 compact---about 700 lines.
205 @item cl-extra.el
206 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
207 It is kept separate so that packages which only want to use Common
208 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
209 the overhead of loading the more advanced functions.
211 @item cl-seq.el
212 This file contains most of the advanced functions for operating
213 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
215 @item cl-macs.el
216 This file contains the features of the packages which are macros
217 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
218 not when it is run, so the macros generally only need to be
219 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
220 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
221 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
222 that they won't take up memory unless you are compiling.
223 @end table
225 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
226 commands for the functions and macros in the other three files.
227 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
228 will take care of pulling in the other files when they are
229 needed.
231 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
232 routines from the older @file{cl.el} package that are no longer
233 present in the new package.  This includes internal routines
234 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
235 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
236 multiple-values feature.  @xref{Old CL Compatibility}.
238 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
239 @section Installation
241 @noindent
242 Installation of the @dfn{CL} package is simple:  Just put the
243 byte-compiled files @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc},
244 @file{cl-seq.elc}, @file{cl-macs.elc}, and @file{cl-compat.elc}
245 into a directory on your @code{load-path}.
247 There are no special requirements to compile this package:
248 The files do not have to be loaded before they are compiled,
249 nor do they need to be compiled in any particular order.
251 You may choose to put the files into your main @file{lisp/}
252 directory, replacing the original @file{cl.el} file there.  Or,
253 you could put them into a directory that comes before @file{lisp/}
254 on your @code{load-path} so that the old @file{cl.el} is
255 effectively hidden.
257 Also, format the @file{cl.texinfo} file and put the resulting
258 Info files in the @file{info/} directory or another suitable place.
260 You may instead wish to leave this package's components all in
261 their own directory, and then add this directory to your
262 @code{load-path} and @code{Info-directory-list}.
263 Add the directory to the front of the list so the old @dfn{CL}
264 package and its documentation are hidden.
266 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
267 @section Naming Conventions
269 @noindent
270 Except where noted, all functions defined by this package have the
271 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
273 Following is a complete list of functions whose names were changed
274 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
275 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
276 the Emacs name:
278 @example
279 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
280 member*       assoc*        rassoc*       get*
281 remove*       delete*       mapcar*       sort*
282 floor*        ceiling*      truncate*     round*
283 mod*          rem*          random*
284 @end example
286 Internal function and variable names in the package are prefixed
287 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
288 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
290 @example
291 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
292 callf         callf2        letf          letf*
293 defsubst*
294 @end example
296 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
297 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
299 @example
300 eql           floatp-safe   endp
301 evenp         oddp          plusp         minusp
302 caaar .. cddddr
303 list*         ldiff         rest          first .. tenth
304 copy-list     subst         mapcar* [2]
305 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
306 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
307 proclaim      declaim
308 @end example
310 @noindent
311 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
313 @noindent
314 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
315 and @code{:key} is not used.
317 @noindent
318 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
320 @iftex
321 @chapno=4
322 @end iftex
324 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
325 @chapter Program Structure
327 @noindent
328 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
329 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
330 and the @code{eval-when} construct.
332 @menu
333 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
334 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
335 @end menu
337 @iftex
338 @secno=1
339 @end iftex
341 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
342 @section Argument Lists
344 @noindent
345 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
346 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
347 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
348 values for optional arguments, and it provides the additional markers
349 @code{&key} and @code{&aux}.
351 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
352 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
353 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
354 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
356 @defspec defun* name arglist body...
357 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
358 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
359 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
360 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
361 @end defspec
363 @defspec defsubst* name arglist body...
364 This is just like @code{defun*}, except that the function that
365 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
366 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
367 This is analogous to the @code{defsubst} form;
368 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
369 works in all version of Emacs, and also generates somewhat more
370 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
371 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
372 etc., to be done at compile-time whenever possible.
373 @end defspec
375 @defspec defmacro* name arglist body...
376 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
377 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
378 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
379 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
380 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
381 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
382 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
383 @var{name}.
384 @end defspec
386 @defspec function* symbol-or-lambda
387 This is identical to the regular @code{function} form,
388 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
389 form may use a full Common Lisp argument list.
390 @end defspec
392 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
393 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
394 full Common Lisp argument lists.
396 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
397 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
398 These features are always present; @code{defun*}'s only
399 difference from @code{defun} is its more flexible argument
400 lists and its implicit block.
402 The full form of a Common Lisp argument list is
404 @example
405 (@var{var}...
406  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
407  &rest @var{var}
408  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
409  &aux (@var{var} @var{initform})...)
410 @end example
412 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
413 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
414 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
416 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
417 These arguments must always be specified in a call to the function;
418 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
419 required arguments are concerned.
421 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
422 arguments may be specified in the function call; if they are not,
423 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
424 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
425 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
426 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
427 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
428 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
429 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
430 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
431 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
432 function to tell whether it was called with no argument, or with
433 the default value passed explicitly as an argument.
435 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
436 more arguments were passed to the function than are accounted for
437 by the required and optional arguments, those extra arguments are
438 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
439 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
440 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
441 macro contexts; this package accepts it all the time.
443 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
444 are optional arguments which are specified by name rather than
445 positionally in the argument list.  For example,
447 @example
448 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
449 @end example
451 @noindent
452 defines a function which may be called with one, two, or more
453 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
454 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
455 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
456 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
457 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
458 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
459 @code{t}.)
461 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
462 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
463 appears more than once in the function call, the first occurrence
464 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
465 to specify keyword arguments without specifying the optional
466 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
467 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
468 @code{2} is not a valid keyword.
470 If a @var{keyword} symbol is explicitly specified in the argument
471 list as shown in the above diagram, then that keyword will be
472 used instead of just the variable name prefixed with a colon.
473 You can specify a @var{keyword} symbol which does not begin with
474 a colon at all, but such symbols will not be self-quoting; you
475 will have to quote them explicitly with an apostrophe in the
476 function call.
478 Ordinarily it is an error to pass an unrecognized keyword to
479 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
480 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
481 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
482 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
483 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
484 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
485 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
486 in the call.  For example:
488 @smallexample
489 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
490   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
491       (if need (error "Thing not found"))))
492 @end smallexample
494 @noindent
495 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
496 accepts other keyword arguments which are passed on to the
497 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
498 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
499 about each others' keywords in the arguments.
501 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
502 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
503 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
504 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
505 difference between the following two functions, except for a
506 matter of stylistic taste:
508 @example
509 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
510   @var{body})
512 (defun* foo (a b)
513   (let ((c (+ a b)) d)
514     @var{body}))
515 @end example
517 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
518 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
519 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
520 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
521 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
522 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
523 be a list whose elements match this recursive argument list.
524 For example:
526 @example
527 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
528                    &rest body)
529   ...)
530 @end example
532 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
533 of two or three items; if there are other arguments as well as this
534 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
535 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
536 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
537 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
538 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
539 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
540 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
541 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
542 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
543 support this usage.)
545 One last feature of destructuring is that the argument list may be
546 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
547 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
549 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
550 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
551 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
552 argument lists are rigorously checked.
554 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
555 @section Time of Evaluation
557 @noindent
558 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
559 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
560 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
561 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
562 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
563 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
564 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
565 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
566 macros that are defined.
568 @defspec eval-when (situations...) forms...
569 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
570 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
571 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
572 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
573 and @code{:execute}).
575 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
576 whether or not it is being compiled as a top-level form.
577 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
578 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
579 or buffers of code, and it appears either literally at the
580 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
582 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
583 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
584 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
585 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
587 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
588 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
589 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
590 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
591 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
592 (ignoring the body @var{forms}) if not.
594 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
595 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
596 some gruesome examples).
598 Some simple examples:
600 @example
601 ;; Top-level forms in foo.el:
602 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
603 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
604 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
605 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
606 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
607 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
608 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
609 @end example
611 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
612 the compilation itself:
614 @example
615 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
616 @end example
618 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
620 @example
621 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
622 @end example
624 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
625 be set:
627 @example
628 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
629 @end example
631 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
632 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
633 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
635 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
636 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
637 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
638 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
639 (compile load eval) @dots{})}.
640 @end defspec
642 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
643 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
644 any @code{eval-when} construct and is described below.
646 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
647 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
648 so is not itself defined by this package.
650 @defspec eval-when-compile forms...
651 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
652 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
653 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
654 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
655 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
656 or other reasons.
658 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
659 @end defspec
661 @defspec load-time-value form
662 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
663 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
665 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
666 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
667 and gave it more well-defined semantics.
669 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
670 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
671 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
672 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
673 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
674 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
675 act exactly like @code{progn}.
677 @example
678 (defun report ()
679   (insert "This function was executed on: "
680           (current-time-string)
681           ", compiled on: "
682           (eval-when-compile (current-time-string))
683           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
684           ", and loaded on: "
685           (load-time-value (current-time-string))))
686 @end example
688 @noindent
689 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
690 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
692 @example
693 (setq --temp-- (current-time-string))
694 (defun report ()
695   (insert "This function was executed on: "
696           (current-time-string)
697           ", compiled on: "
698           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
699           ", and loaded on: "
700           --temp--))
701 @end example
702 @end defspec
704 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
705 @chapter Predicates
707 @noindent
708 This section describes functions for testing whether various
709 facts are true or false.
711 @menu
712 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
713 * Equality Predicates::  `eql' and `equalp'
714 @end menu
716 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
717 @section Type Predicates
719 @noindent
720 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
721 predicate.
723 @defun typep object type
724 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
725 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
726 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
727 @end defun
729 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
730 or a list beginning with a symbol.
732 @itemize @bullet
733 @item
734 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
735 symbol name to form the name of a predicate function for testing
736 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
737 than @samp{-p} are used when appropriate.)
739 @item
740 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
741 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
742 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
743 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
745 @item
746 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
747 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
748 @code{(null @var{object})}.
750 @item
751 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
752 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
754 @item
755 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
756 integers in the range from 0 to 255.
758 @item
759 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
760 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
761 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
763 @item
764 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
765 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
766 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
767 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
768 is thus equivalent to @code{integer}.
770 @item
771 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
772 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
773 range.
775 @item
776 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
777 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
778 represents all objects that are integers or non-negative floats.
780 @item
781 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
782 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
783 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
784 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
786 @item
787 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
788 all objects for which @var{predicate} returns true when called
789 with that object as an argument.
790 @end itemize
792 The following function and macro (not technically predicates) are
793 related to @code{typep}.
795 @defun coerce object type
796 This function attempts to convert @var{object} to the specified
797 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
798 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
799 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
800 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
801 converted to that type if possible.  If @var{type} is
802 @code{character}, then strings of length one and symbols with
803 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
804 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
805 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
806 error.
807 @end defun
809 @defspec deftype name arglist forms...
810 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
811 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
812 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
813 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
814 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
815 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
816 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
817 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
818 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
819 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
820 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
821 default.  Some examples:
823 @example
824 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
825 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
826 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
827   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
828 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
829 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
830 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
831 @end example
833 @noindent
834 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
835 type specifier could be implemented if desired; this package does
836 not implement @code{unsigned-byte} by default.
837 @end defspec
839 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
840 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
841 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
842 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
844 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
845 @section Equality Predicates
847 @noindent
848 This package defines two Common Lisp predicates, @code{eql} and
849 @code{equalp}.
851 @defun eql a b
852 This function is almost the same as @code{eq}, except that if @var{a}
853 and @var{b} are numbers of the same type, it compares them for numeric
854 equality (as if by @code{equal} instead of @code{eq}).  This makes a
855 difference only for versions of Emacs that are compiled with
856 floating-point support.  Emacs floats are allocated
857 objects just like cons cells, which means that @code{(eq 3.0 3.0)}
858 will not necessarily be true---if the two @code{3.0}s were allocated
859 separately, the pointers will be different even though the numbers are
860 the same.  But @code{(eql 3.0 3.0)} will always be true.
862 The types of the arguments must match, so @code{(eql 3 3.0)} is
863 still false.
865 Note that Emacs integers are ``direct'' rather than allocated, which
866 basically means @code{(eq 3 3)} will always be true.  Thus @code{eq}
867 and @code{eql} behave differently only if floating-point numbers are
868 involved, and are indistinguishable on Emacs versions that don't
869 support floats.
871 There is a slight inconsistency with Common Lisp in the treatment of
872 positive and negative zeros.  Some machines, notably those with IEEE
873 standard arithmetic, represent @code{+0} and @code{-0} as distinct
874 values.  Normally this doesn't matter because the standard specifies
875 that @code{(= 0.0 -0.0)} should always be true, and this is indeed
876 what Emacs Lisp and Common Lisp do.  But the Common Lisp standard
877 states that @code{(eql 0.0 -0.0)} and @code{(equal 0.0 -0.0)} should
878 be false on IEEE-like machines; Emacs Lisp does not do this, and in
879 fact the only known way to distinguish between the two zeros in Emacs
880 Lisp is to @code{format} them and check for a minus sign.
881 @end defun
883 @defun equalp a b
884 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
885 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
886 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
887 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
888 objects are compared as if by @code{equal}.
890 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
891 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
892 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
893 in this package since Emacs does not distinguish between integers
894 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
895 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
896 not compare strings against vectors of integers.
897 @end defun
899 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
900 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
901 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
902 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
903 which use @code{eql} for comparisons.
905 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
906 @chapter Control Structure
908 @noindent
909 The features described in the following sections implement
910 various advanced control structures, including the powerful
911 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
912 constructs.
914 @menu
915 * Assignment::             The `psetq' form
916 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
917 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
918 * Conditionals::           `case', `typecase'
919 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
920 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
921 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
922 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
923 @end menu
925 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
926 @section Assignment
928 @noindent
929 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
930 assignments are done in parallel rather than sequentially.
932 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
933 This special form (actually a macro) is used to assign to several
934 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
935 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
936 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
937 and then stores the corresponding variables afterwards.
939 @example
940 (setq x 2 y 3)
941 (setq x (+ x y)  y (* x y))
943      @result{} 5
944 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
945      @result{} 15
946 (setq x 2 y 3)
947 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
949      @result{} 5
950 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
951      @result{} 6
952 @end example
954 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
955 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
956 provides an even more convenient way to swap two variables;
957 @pxref{Modify Macros}.)
959 @code{psetq} always returns @code{nil}.
960 @end defspec
962 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
963 @section Generalized Variables
965 @noindent
966 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
967 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
968 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
969 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
970 places where Lisp values are stored.
972 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
973 arbitrary place forms on the left side rather than just
974 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
975 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
976 but without having to remember two separate functions for setting
977 and accessing every type of place.
979 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
980 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
981 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
982 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
983 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
985 @menu
986 * Basic Setf::         `setf' and place forms
987 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
988 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
989 @end menu
991 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
992 @subsection Basic Setf
994 @noindent
995 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
996 variables.
998 @defspec setf [place form]@dots{}
999 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
1000 must be a valid generalized variable form.  If there are several
1001 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
1002 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
1003 @var{form}.
1005 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
1006 so may legally appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
1008 @itemize @bullet
1009 @item
1010 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
1011 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
1012 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
1013 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
1014 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
1015 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
1016 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
1018 @item
1019 A call to any of the following Lisp functions:
1021 @smallexample
1022 car                 cdr                 caar .. cddddr
1023 nth                 rest                first .. tenth
1024 aref                elt                 nthcdr
1025 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
1026 get                 get*                getf
1027 gethash             subseq
1028 @end smallexample
1030 @noindent
1031 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
1032 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
1033 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
1034 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
1035 place can be used to insert or delete at any position in a list.
1036 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
1037 to standard Common Lisp.
1039 @item
1040 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
1042 @smallexample
1043 buffer-file-name                  marker-position          
1044 buffer-modified-p                 match-data               
1045 buffer-name                       mouse-position           
1046 buffer-string                     overlay-end              
1047 buffer-substring                  overlay-get              
1048 current-buffer                    overlay-start            
1049 current-case-table                point                    
1050 current-column                    point-marker             
1051 current-global-map                point-max                
1052 current-input-mode                point-min                
1053 current-local-map                 process-buffer           
1054 current-window-configuration      process-filter           
1055 default-file-modes                process-sentinel         
1056 default-value                     read-mouse-position      
1057 documentation-property            screen-height            
1058 extent-data                       screen-menubar           
1059 extent-end-position               screen-width             
1060 extent-start-position             selected-window          
1061 face-background                   selected-screen          
1062 face-background-pixmap            selected-frame           
1063 face-font                         standard-case-table      
1064 face-foreground                   syntax-table             
1065 face-underline-p                  window-buffer            
1066 file-modes                        window-dedicated-p       
1067 frame-height                      window-display-table     
1068 frame-parameters                  window-height            
1069 frame-visible-p                   window-hscroll           
1070 frame-width                       window-point             
1071 get-register                      window-start             
1072 getenv                            window-width             
1073 global-key-binding                x-get-cut-buffer         
1074 keymap-parent                     x-get-cutbuffer          
1075 local-key-binding                 x-get-secondary-selection
1076 mark                              x-get-selection          
1077 mark-marker                       
1078 @end smallexample
1080 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1081 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1082 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1083 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1084 x (point-max))} in this case).
1086 @item
1087 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1088 where @var{subplace} is itself a legal generalized variable whose
1089 current value is a string, and where the value stored is also a
1090 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1091 destination string.  For example:
1093 @example
1094 (setq a (list "hello" "world"))
1095      @result{} ("hello" "world")
1096 (cadr a)
1097      @result{} "world"
1098 (substring (cadr a) 2 4)
1099      @result{} "rl"
1100 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1101      @result{} "o"
1102 (cadr a)
1103      @result{} "wood"
1105      @result{} ("hello" "wood")
1106 @end example
1108 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1109 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1111 @item
1112 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1113 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1114 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1115 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1116 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1117 only interesting when used with places you define yourself with
1118 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1120 @item
1121 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1122 is applied to the resulting form.
1124 @item
1125 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1126 has been made.
1127 @end itemize
1129 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1130 @code{setf} will signal an error.
1132 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1133 the proper left-to-right order; for example,
1135 @example
1136 (setf (aref vec (incf i)) i)
1137 @end example
1139 @noindent
1140 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1141 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1142 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1143 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1144 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1145 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1146 order.)
1148 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1149 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1150 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1152 @example
1153 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1154 @end example
1156 @noindent
1157 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1158 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1159 to @code{wrong-order}.
1160 @end defspec
1162 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1163 @subsection Modify Macros
1165 @noindent
1166 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1167 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1168 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1170 @defspec psetf [place form]@dots{}
1171 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1172 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1173 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1174 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1175 all the assignments are done (in an undefined order).
1176 @end defspec
1178 @defspec incf place &optional x
1179 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1180 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1181 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1182 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1184 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1185 evaluation.  For example,
1187 @example
1188 (incf (aref vec (incf i)))
1189 @end example
1191 @noindent
1192 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1193 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1194 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1195 ``obvious'' expansion,
1197 @example
1198 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1199 @end example
1201 @noindent
1202 but rather to something more like
1204 @example
1205 (let ((temp (incf i)))
1206   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1207 @end example
1209 @noindent
1210 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1211 the other generalized-variable macros.
1213 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1214 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1215 @code{(forward-char @var{n})}.
1216 @end defspec
1218 @defspec decf place &optional x
1219 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1220 by @var{x} if specified.
1221 @end defspec
1223 @defspec pop place
1224 This macro removes and returns the first element of the list stored
1225 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1226 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1227 to evaluate all subforms only once.
1228 @end defspec
1230 @defspec push x place
1231 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1232 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1233 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1234 @end defspec
1236 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1237 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1238 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1239 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1240 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1241 @xref{Lists as Sets}.
1242 @end defspec
1244 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1245 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1246 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1247 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1248 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1249 @var{d})} is equivalent to
1251 @example
1252 (prog1
1253     @var{a}
1254   (psetf @var{a} @var{b}
1255          @var{b} @var{c}
1256          @var{c} @var{d}))
1257 @end example
1259 @noindent
1260 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1261 evaluated only once each and in the apparent order.
1262 @end defspec
1264 @defspec rotatef place@dots{}
1265 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1266 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1268 @example
1269 (psetf @var{a} @var{b}
1270        @var{b} @var{c}
1271        @var{c} @var{d}
1272        @var{d} @var{a})
1273 @end example
1275 @noindent
1276 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1277 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1278 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1279 @end defspec
1281 The following macros were invented for this package; they have no
1282 analogues in Common Lisp.
1284 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1285 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1286 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1287 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1288 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1289 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1290 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1291 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1292 error.
1294 For example,
1296 @example
1297 (letf (((point) (point-min))
1298        (a 17))
1299   ...)
1300 @end example
1302 @noindent
1303 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1304 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1305 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1306 is set back to its original value and point is moved back to its
1307 original position.
1309 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1310 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1311 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1312 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1313 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1314 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1315 marker as the stored value.)
1317 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1318 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1319 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1321 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1322 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1323 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1324 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1325 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1326 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1327 @var{place})} example does not actually occur.)
1329 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1330 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1331 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1332 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1333 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1334 @end defspec
1336 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1337 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1338 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1339 @end defspec
1341 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1342 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1343 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1344 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1345 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1346 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1347 Some more examples:
1349 @example
1350 (callf abs my-number)
1351 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1352 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1353 @end example
1355 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1356 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1357 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1358 @end defspec
1360 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1361 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1362 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1363 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1364 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1365 @end defspec
1367 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1368 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1369 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1370 macros are used in the processing of symbol macros;
1371 @pxref{Macro Bindings}.
1373 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1374 @subsection Customizing Setf
1376 @noindent
1377 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1378 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1379 user to extend generalized variables in various ways.
1381 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1382 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1383 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1384 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1385 described by @var{arglist}.  The call
1387 @example
1388 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1389 @end example
1391 @noindent
1392 will be expanded to
1394 @example
1395 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1396 @end example
1398 @noindent
1399 which in turn is roughly equivalent to
1401 @example
1402 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1403 @end example
1405 For example:
1407 @example
1408 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1409 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1410 @end example
1412 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1413 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1415 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1416 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1417 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1418 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1419 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1420 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1421 building blocks.
1422 @end defspec
1424 @defspec defsetf access-fn update-fn
1425 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1426 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1427 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1428 function.  From now on,
1430 @example
1431 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1432 @end example
1434 @noindent
1435 will be expanded to
1437 @example
1438 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1439 @end example
1441 @noindent
1442 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1443 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1444 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1445 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1446 @code{setf} is supposed to behave.
1448 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1449 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1450 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1451 something more like
1453 @example
1454 (let ((temp @var{value}))
1455   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1456   temp)
1457 @end example
1459 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1460 suite of setf methods, are:
1462 @example
1463 (defsetf car setcar)
1464 (defsetf symbol-value set)
1465 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1466 @end example
1467 @end defspec
1469 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1470 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1471 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1472 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1473 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1474 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1475 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1476 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1477 function).
1479 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1481 @example
1482 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1483   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1484 @end example
1486 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1487 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1488 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1489 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1490 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1492 Another example drawn from the standard package:
1494 @example
1495 (defsetf nth (n x) (store)
1496   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1497 @end example
1498 @end defspec
1500 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1501 This is the most general way to create new place forms.  When
1502 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1503 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1504 must return a list of five items:
1506 @enumerate
1507 @item
1508 A list of @dfn{temporary variables}.
1510 @item
1511 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1512 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1513 as the first step of any operation on the generalized variable.
1515 @item
1516 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1517 from a call to @code{gensym}).
1519 @item
1520 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1521 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1522 bound as described above.
1524 @item
1525 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1526 assuming the temporaries have been bound.
1527 @end enumerate
1529 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1530 except that the method returns a list of five values rather
1531 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1532 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1534 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1536 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1537 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1538 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1539 arguments in the place form, and the first return value is a
1540 list of a corresponding number of temporary variables generated
1541 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1542 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1543 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1544 setf-method itself to optimize.
1545 @end defspec
1547 @defun get-setf-method place &optional env
1548 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1549 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1550 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1551 values as described above.  You can use this function to build
1552 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1553 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1554 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1555 which also do a number of optimizations; consult the source
1556 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1558 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1559 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1560 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1561 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1562 that called @code{get-setf-method}.
1564 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1565 and @code{substring}, each of which works by calling
1566 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1567 the result in various ways.
1568 @end defun
1570 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1571 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1572 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1573 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1574 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1575 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1576 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1577 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1578 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1579 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1580 defined later.
1582 @iftex
1583 @secno=4
1584 @end iftex
1586 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1587 @section Variable Bindings
1589 @noindent
1590 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1591 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1593 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1594 are also related to variable bindings.
1596 @menu
1597 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1598 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1599 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1600 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1601 @end menu
1603 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1604 @subsection Dynamic Bindings
1606 @noindent
1607 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1608 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1609 bind variables whose names are computed at run-time.
1611 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1612 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1613 set of variables computed at run-time.  The expressions
1614 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1615 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1616 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1617 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1618 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1619 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1620 are ignored.
1621 @end defspec
1623 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1624 @subsection Lexical Bindings
1626 @noindent
1627 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1628 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1630 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1631 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1632 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1633 local variables in a language like C:  Only the code physically
1634 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1635 may refer to the bound variables.
1637 @example
1638 (setq a 5)
1639 (defun foo (b) (+ a b))
1640 (let ((a 2)) (foo a))
1641      @result{} 4
1642 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1643      @result{} 7
1644 @end example
1646 @noindent
1647 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1648 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1649 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1650 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1651 body, without any effect on the global variable of the same name.
1653 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1654 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1655 variable.  For example:
1657 @example
1658 (defun make-adder (n)
1659   (lexical-let ((n n))
1660     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1661 (setq add17 (make-adder 17))
1662 (funcall add17 4)
1663      @result{} 21
1664 @end example
1666 @noindent
1667 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1668 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1669 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1670 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1671 call to @code{make-adder} itself.
1673 @example
1674 (defun make-counter ()
1675   (lexical-let ((n 0))
1676     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1677 (setq count-1 (make-counter))
1678 (funcall count-1 3)
1679      @result{} 3
1680 (funcall count-1 14)
1681      @result{} 17
1682 (setq count-2 (make-counter))
1683 (funcall count-2 5)
1684      @result{} 5
1685 (funcall count-1 2)
1686      @result{} 19
1687 (funcall count-2)
1688      @result{} 6
1689 @end example
1691 @noindent
1692 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1693 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1694 function object that is returned.
1696 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1697 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1698 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1699 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1700 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1701 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1702 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1703 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1704 @code{lexical-let} returns.
1706 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1707 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1708 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1709 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1710 closures:
1712 @example
1713 (defun add-to-list (x list)
1714   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1715 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1716      @result{} (8 9 12)
1717 @end example
1719 @noindent
1720 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1721 it is not necessary to make a true closure out of it.
1723 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1724 to create a named closure.  If several closures are created in the
1725 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1726 instance of the lexical variable.
1728 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1729 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1730 @end defspec
1732 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1733 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1734 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1735 @end defspec
1737 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1738 @subsection Function Bindings
1740 @noindent
1741 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1742 of variables.
1744 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1745 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1746 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1747 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1748 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1749 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1750 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1751 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1753 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1754 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1755 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1756 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1758 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1759 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1760 primitives, although note that some calls to primitive functions
1761 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1762 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1763 example,
1765 @example
1766 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1767   (do-something))
1768 @end example
1770 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1771 with a function that simply saves the messages in a list rather
1772 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1773 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1774 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1775 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1776 direct C-language calls to the message routines rather than going
1777 through the Lisp @code{message} function.
1779 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1780 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1781 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1782 @xref{Program Structure}.
1783 @end defspec
1785 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1786 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1787 makes lexical bindings of the function names rather than
1788 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1789 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1790 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1791 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1792 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1793 compatible with Common Lisp.)
1795 Lexical scoping means that all references to the named
1796 functions must appear physically within the body of the
1797 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1798 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1799 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1800 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1801 functions.
1803 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1804 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1805 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1806 @end defspec
1808 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1809 @subsection Macro Bindings
1811 @noindent
1812 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1814 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1815 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1816 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1817 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1818 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1819 use within the body of the @code{macrolet}.
1821 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1822 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1823 affect only calls that appear physically within the body
1824 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1825 body.
1826 @end defspec
1828 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1829 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1830 like variable references rather than function calls.  Each
1831 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1832 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1833 replaced by @var{expansion}.
1835 @example
1836 (setq bar '(5 . 9))
1837 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1838   (incf foo))
1840      @result{} (6 . 9)
1841 @end example
1843 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1844 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1845 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1847 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1848 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1849 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1850 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1851 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1852 macro.
1854 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1855 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1856 expansion of another macro:
1858 @example
1859 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1860   (let ((var (gensym)))
1861     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1862           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1863                  body))))
1865 (setq mylist '(1 2 3 4))
1866 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1867 mylist
1868      @result{} (2 3 4 5)
1869 @end example
1871 @noindent
1872 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1873 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1874 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1875 shown here expands to
1877 @example
1878 (loop for G1234 on mylist do
1879       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1880         (incf x)))
1881 @end example
1883 @noindent
1884 which in turn expands to
1886 @example
1887 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1888 @end example
1890 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1891 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1892 works much like @code{my-dolist}.
1893 @end defspec
1895 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1896 @section Conditionals
1898 @noindent
1899 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1900 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1902 @defspec case keyform clause@dots{}
1903 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1904 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1905 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1906 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1907 of the form
1909 @example
1910 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1911 @end example
1913 @noindent
1914 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1915 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1916 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1917 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1918 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1919 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1920 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1921 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1922 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1923 enclose the symbol in a list.)
1925 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1926 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1927 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1929 @example
1930 (case (read-char)
1931   (?a (do-a-thing))
1932   (?b (do-b-thing))
1933   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1934   (t (do-other-thing)))
1935 @end example
1936 @end defspec
1938 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1939 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1940 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1941 simply returning @code{nil}.
1942 @end defspec
1944 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1945 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1946 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1947 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1948 for a description of type specifiers.  For example,
1950 @example
1951 (typecase x
1952   (integer (munch-integer x))
1953   (float (munch-float x))
1954   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1955   (t (munch-anything x)))
1956 @end example
1958 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1959 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1960 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1961 @end defspec
1963 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1964 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1965 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1966 simply returning @code{nil}.
1967 @end defspec
1969 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1970 @section Blocks and Exits
1972 @noindent
1973 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1974 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1975 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1976 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1977 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1978 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1980 @defspec block name forms@dots{}
1981 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1982 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1983 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1984 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1985 a @code{return-from} occurs.
1987 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1988 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1989 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1990 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1991 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1992 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1993 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1994 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1995 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1996 They may not appear within other called functions, although they may
1997 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1998 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
2000 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
2001 the function or expander bodies with implicit blocks with the
2002 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
2003 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
2004 forms which do create the implicit block.
2006 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
2007 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
2008 just as in Common Lisp.
2010 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
2011 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
2012 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
2013 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch} 
2014 if the block does
2015 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
2016 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
2017 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
2018 support it.
2019 @end defspec
2021 @defspec return-from name [result]
2022 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
2023 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
2024 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
2025 Otherwise, @code{nil} is returned.
2026 @end defspec
2028 @defspec return [result]
2029 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
2030 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
2031 themselves in @code{nil} blocks.
2032 @end defspec
2034 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
2035 @section Iteration
2037 @noindent
2038 The macros described here provide more sophisticated, high-level
2039 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
2040 loop.
2042 @defspec loop forms@dots{}
2043 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
2044 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
2045 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
2046 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
2047 The simple form of @code{loop} is described here.
2049 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2050 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2051 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2052 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2054 @example
2055 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2056 @end example
2058 @noindent
2059 is exactly equivalent to
2061 @example
2062 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2063 @end example
2065 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2066 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2067 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2068 in the above notation would simply access and throw away the
2069 value of a variable.)
2070 @end defspec
2072 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2073 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2074 of the form
2076 @example
2077 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2078 @end example
2080 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2081 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2082 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2083 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2084 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2085 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2086 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2087 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2088 values) to produce the result returned by @code{do}.
2090 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2091 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2092 loop at any time.
2094 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2095 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2096 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2097 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2098 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2099 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2100 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2101 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2102 @code{let}.
2104 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2105 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2106 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2107 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2108 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2109 the rest of the loop.
2111 @example
2112 (do ((x foo (cdr x))
2113      (y bar (cdr y))
2114      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2115   ((or (null x) (null y))
2116    (nreverse z)))
2117 @end example
2118 @end defspec
2120 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2121 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2122 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2123 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2124 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2126 Here is another way to write the above loop:
2128 @example
2129 (do* ((xp foo (cdr xp))
2130       (yp bar (cdr yp))
2131       (x (car xp) (car xp))
2132       (y (car yp) (car yp))
2133       z)
2134   ((or (null xp) (null yp))
2135    (nreverse z))
2136   (push (f x y) z))
2137 @end example
2138 @end defspec
2140 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2141 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2142 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2143 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2144 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2145 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2146 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2147 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2148 @end defspec
2150 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2151 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2152 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2153 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2154 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2155 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2156 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2157 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2158 @end defspec
2160 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2161 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2162 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2163 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2164 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2165 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2166 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2167 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2168 @end defspec
2170 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2171 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2172 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2173 @end defspec
2175 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2176 iterating over vectors or lists.
2178 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2179 @section Loop Facility
2181 @noindent
2182 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2183 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2184 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2185 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2187 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2188 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2189 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2191 @menu
2192 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2193 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2194 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2195 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2196 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2197 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2198 @end menu
2200 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2201 @subsection Loop Basics
2203 @noindent
2204 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2205 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2206 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2207 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2209 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2210 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2211 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2213 @defspec loop clauses@dots{}
2214 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2215 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2216 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2217 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2218 specify initializations, such as the binding of temporary
2219 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2220 and final cleanup.
2222 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2223 loop:
2225 @example
2226 (loop @var{name-clause}
2227       @var{var-clauses}@dots{}
2228       @var{action-clauses}@dots{})
2229 @end example
2231 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2232 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2233 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2234 variables should be bound during the loop, and how they should
2235 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2236 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2237 as computing, collecting, and returning values.
2239 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2240 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2241 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2242 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2243 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2245 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2246 them to return a value by using an accumulation clause like
2247 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2248 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2249 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2250 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2251 break out of the loop.)
2252 @end defspec
2254 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2255 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2256 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2257 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2259 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2260 @subsection Loop Examples
2262 @noindent
2263 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2264 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2265 language.
2267 @example
2268 (loop for buf in (buffer-list)
2269       collect (buffer-file-name buf))
2270 @end example
2272 @noindent
2273 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2274 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2275 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2276 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2277 The result is a list of the file names of all the buffers in
2278 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2279 are reserved words in the @code{loop} language.
2281 @example
2282 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2283 @end example
2285 @noindent
2286 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2287 current buffer.
2289 @example
2290 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2291 @end example
2293 @noindent
2294 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2295 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2296 the loop exits immediately.
2298 @example
2299 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2300 @end example
2302 @noindent
2303 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2304 is always called at least once.
2306 @example
2307 (loop for x from 1 to 100
2308       for y = (* x x)
2309       until (>= y 729)
2310       finally return (list x (= y 729)))
2311 @end example
2313 @noindent
2314 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2315 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2316 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2317 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2318 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2319 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2320 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2321 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2322 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2323 (This particular example was written less concisely than it
2324 could have been, just for the sake of illustration.)
2326 Note that even though this loop contains three clauses (two
2327 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2328 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2329 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2330 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2332 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2333 @subsection For Clauses
2335 @noindent
2336 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2337 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2338 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2339 and usually an end condition based on those variables.
2341 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2342 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2343 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2344 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2345 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2346 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2347 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2348 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2349 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2350 is purely a matter of style.
2352 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2354 @example
2355 (setq i 'happy)
2356 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2358      @result{} happy
2359 @end example
2361 @table @code
2362 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2363 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2364 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2365 term so that the clause is marked as a counting clause.
2367 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2368 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2369 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2370 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2371 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2372 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2373 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2374 counts in steps of one.
2376 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2377 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2378 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2379 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2380 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2381 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2382 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2383 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2385 @example
2386 (loop for x to 10 collect x)
2387      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2388 (loop for x below 10 collect x)
2389      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2390 @end example
2392 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2393 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2394 loops; @samp{for x downto 5} is not a legal loop clause all by
2395 itself.
2397 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2398 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2399 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2400 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2401 function taking one argument.  For example:
2403 @example
2404 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2405      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2406 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2407      @result{} (1 9 25)
2408 @end example
2410 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2411 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2413 @example
2414 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2415      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2416 @end example
2418 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2419 must be a list.  For example:
2421 @example
2422 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2423 @end example
2425 @noindent
2426 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2427 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2428 @var{x} was the last animal in the sequence.
2430 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2431 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2432 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2433 rather than just a temporary variable.  For example,
2435 @example
2436 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2437 @end example
2439 @noindent
2440 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2441 is an extension to standard Common Lisp.
2443 @item for @var{var} across @var{array}
2444 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2445 which may be a vector or a string.
2447 @example
2448 (loop for x across "aeiou"
2449       do (use-vowel (char-to-string x)))
2450 @end example
2452 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2453 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2454 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2456 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2457 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2458 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2459 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2460 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2461 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2462 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2464 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2465 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2466 term of the older macros is not supported.
2468 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2469 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2470 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2472 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2473 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2474 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2475 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2476 an unspecified order.
2478 As an example,
2480 @example
2481 (loop for sym being the symbols
2482       when (fboundp sym)
2483       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2484       collect sym)
2485 @end example
2487 @noindent
2488 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2490 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2491 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2493 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2494 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2495 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2496 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} legal to mix
2497 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2498 or @code{while}.
2500 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2501 This clause iterates over the entries in @var{hash-table}.  For each
2502 hash table entry, @var{var} is bound to the entry's key.  If you write
2503 @samp{the hash-values} instead, @var{var} is bound to the values
2504 of the entries.  The clause may be followed by the additional
2505 term @samp{using (hash-values @var{var2})} (where @code{hash-values}
2506 is the opposite word of the word following @code{the}) to cause
2507 @var{var} and @var{var2} to be bound to the two parts of each
2508 hash table entry.
2510 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2511 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2512 The iteration does not enter nested keymaps or inherited (parent) keymaps.
2513 You can use @samp{the key-bindings} to access the commands bound to
2514 the keys rather than the key codes, and you can add a @code{using}
2515 clause to access both the codes and the bindings together.
2517 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2518 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2519 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2520 vectors.  The strings or vectors
2521 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2522 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2523 clause to get the command bindings as well.
2525 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2526 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2527 (the clause @code{extents} is synonymous
2528 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2529 buffer is used.
2530 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2531 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2532 overlap the specified region.
2534 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2535 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2536 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2537 of start and end positions, where one start position is always equal
2538 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2539 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2540 term restricts the search to just the specified property.  The
2541 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2543 @item for @var{var} being the frames
2544 This clause iterates over all frames, i.e., X window system windows
2545 open on Emacs files.  The
2546 clause @code{screens} is a synonym for @code{frames}.  The frames
2547 are visited in @code{next-frame} order starting from
2548 @code{selected-frame}.
2550 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2551 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2552 the current frame, or of the specified @var{frame}.
2554 @item for @var{var} being the buffers
2555 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2556 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2558 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2559 This clause does a general iteration.  The first time through
2560 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2561 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2562 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2563 these two loops are effectively the same:
2565 @example
2566 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2567 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2568 @end example
2570 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2571 of terminating condition; the above example combines it with a
2572 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2574 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2575 the initial setting and for successive settings:
2577 @example
2578 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2579 @end example
2581 @noindent
2582 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2583 function until it gets a positive one, which it then returns.
2584 @end table
2586 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2587 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2588 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2589 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2590 and @code{psetq}).
2592 @example
2593 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2594      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2595 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2596      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2597 @end example
2599 @noindent
2600 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2601 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2602 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2603 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2604 through the loop.
2606 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2607 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2608 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2609 of variables instead of a single variable.  The values produced
2610 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2611 stored in the corresponding variables.
2613 @example
2614 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2615      @result{} (5 9 13)
2616 @end example
2618 In loop destructuring, if there are more values than variables
2619 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2620 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2621 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2622 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2623 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed.
2625 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2626 @subsection Iteration Clauses
2628 @noindent
2629 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2630 that control the way the loop operates.  They might be used by
2631 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2633 @table @code
2634 @item repeat @var{integer}
2635 This clause simply counts up to the specified number using an
2636 internal temporary variable.  The loops
2638 @example
2639 (loop repeat n do ...)
2640 (loop for temp to n do ...)
2641 @end example
2643 @noindent
2644 are identical except that the second one forces you to choose
2645 a name for a variable you aren't actually going to use.
2647 @item while @var{condition}
2648 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2649 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2650 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2651 that surrounds the second one:
2653 @example
2654 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2655 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2656 @end example
2658 @item until @var{condition}
2659 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2660 i.e., non-@code{nil}.
2662 @item always @var{condition}
2663 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2664 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2665 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2666 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2668 @example
2669 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2670     (some-big-sizes)
2671   (no-big-sizes))
2672 @end example
2674 @item never @var{condition}
2675 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2676 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2678 @item thereis @var{condition}
2679 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2680 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2681 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2682 @end table
2684 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2685 @subsection Accumulation Clauses
2687 @noindent
2688 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2689 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2690 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2692 @table @code
2693 @item collect @var{form}
2694 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2695 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2697 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2698 likewise for the other accumulation clauses.
2700 @item append @var{form}
2701 This clause collects lists of values into a result list using
2702 @code{append}.
2704 @item nconc @var{form}
2705 This clause collects lists of values into a result list by
2706 destructively modifying the lists rather than copying them.
2708 @item concat @var{form}
2709 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2710 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2711 standard Common Lisp.)
2713 @item vconcat @var{form}
2714 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2715 into a vector.
2717 @item count @var{form}
2718 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2719 evaluates to a non-@code{nil} value.
2721 @item sum @var{form}
2722 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2723 @var{form}, which must evaluate to a number.
2725 @item maximize @var{form}
2726 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2727 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2728 @code{maximize} is executed zero times.
2730 @item minimize @var{form}
2731 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2732 @end table
2734 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2735 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2736 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2737 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2738 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2739 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2740 the accumulated result.
2742 It is legal for several accumulation clauses of the same type to
2743 accumulate into the same place.  From Steele:
2745 @example
2746 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2747       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2748       collect name
2749       append kids)
2750      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2751 @end example
2753 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2754 @subsection Other Clauses
2756 @noindent
2757 This section describes the remaining loop clauses.
2759 @table @code
2760 @item with @var{var} = @var{value}
2761 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2762 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2763 loops are basically equivalent:
2765 @example
2766 (loop with x = 17 do ...)
2767 (let ((x 17)) (loop do ...))
2768 (loop for x = 17 then x do ...)
2769 @end example
2771 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2772 in the rest of the loop.  For example:
2774 @example
2775 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2776       finally return res)
2777 @end example
2779 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2780 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2781 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2782 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2783 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2784 front of @code{res} rather than the end.
2786 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2787 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2788 unnecessary.)
2790 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2791 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2792 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2793 @code{let} instead.
2795 @item if @var{condition} @var{clause}
2796 This clause executes the following loop clause only if the specified
2797 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2798 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2799 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2800 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2801 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2802 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2803 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2805 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2806 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2808 @example
2809 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2810      @result{} (6 13 -1)
2811 (loop for x below 10
2812       if (oddp x)
2813         collect x into odds
2814         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2815       else
2816         collect x into evens
2817       finally return (vector odds evens))
2818      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2819 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2820      @result{} (6 7 13 -1)
2821 (loop <@r{same thing again}>)
2822      @result{} (13 -1)
2823 @end example
2825 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2826 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2827 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2828 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2829 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2830 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2831 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2832 returns early; the actual returned value is based on the result
2833 of the @code{memq} call.
2835 @item when @var{condition} @var{clause}
2836 This clause is just a synonym for @code{if}.
2838 @item unless @var{condition} @var{clause}
2839 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2840 sense of the condition is reversed.
2842 @item named @var{name}
2843 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2844 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2845 used as the block name.
2847 @item initially [do] @var{forms}...
2848 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2849 executed before the loop itself begins (but after any variables
2850 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2851 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2852 if there are several, they are executed in the order they appear
2853 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2855 @item finally [do] @var{forms}...
2856 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2857 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2858 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2859 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2860 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2862 @item finally return @var{form}
2863 This says that @var{form} should be executed after the loop
2864 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2865 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2866 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2867 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2868 is executed.
2870 @item do @var{forms}...
2871 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2872 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2873 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2874 @code{do}.
2876 @item return @var{form}
2877 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2878 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2879 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2880 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2881 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2882 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2884 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2885 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2886 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2887 efficiently, though.
2888 @end table
2890 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2891 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2892 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2893 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2894 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2895 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2896 file @file{cl-macs.el} for details.
2898 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2899 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2900 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2901 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2902 buffers are Emacs-specific extensions.
2904 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2905 @section Multiple Values
2907 @noindent
2908 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2909 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2910 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2911 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2912 than one value either return just the first value (as in
2913 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2914 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2915 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2916 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2917 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2918 in Emacs.
2920 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2921 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2922 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2923 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2924 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2925 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2926 values, the excess values are ignored.
2927 @end defspec
2929 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2930 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2931 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2932 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2933 in @code{multiple-value-bind}.
2934 @end defspec
2936 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2937 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2938 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2939 but under certain circumstances would leave spurious return
2940 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2941 form would see them.
2943 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2944 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2946 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2947 @chapter Macros
2949 @noindent
2950 This package implements the various Common Lisp features of
2951 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2952 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2953 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2954 @xref{Argument Lists}.
2956 Destructuring is made available to the user by way of the
2957 following macro:
2959 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2960 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2961 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2962 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2963 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2964 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2965 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2966 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2967 or with incorrect keyword arguments.
2968 @end defspec
2970 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2971 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2972 optimizations for your functions.
2974 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2975 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2976 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2977 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2978 @code{macroexpand} function.
2980 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2981 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2982 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2983 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2984 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2985 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2986 function, leaving complicated cases alone.
2988 For example, here is a simplified version of a definition that
2989 appears as a standard part of this package:
2991 @example
2992 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2993   (if (and (null keys)
2994            (eq (car-safe a) 'quote)
2995            (not (floatp-safe (cadr a))))
2996       (list 'memq a list)
2997     form))
2998 @end example
3000 @noindent
3001 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
3002 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
3003 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
3004 if there are any keyword arguments in the call, then the original
3005 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
3006 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
3007 common @code{:test} predicates.)
3008 @end defspec
3010 @defun compiler-macroexpand form
3011 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
3012 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
3013 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
3014 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
3015 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
3016 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
3017 for which no further expansion is possible.
3018 @end defun
3020 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
3021 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
3022 definitions.
3024 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
3025 @chapter Declarations
3027 @noindent
3028 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
3029 mechanism that allows you to give the compiler special hints
3030 about the types of data that will be stored in particular variables,
3031 and about the ways those variables and functions will be used.  This
3032 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
3033 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
3034 and @code{the}.
3036 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
3037 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
3038 to benefit from type information, and @code{special} declarations
3039 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
3040 declarations are meaningful when the optimizing byte
3041 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
3042 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3044 @defun proclaim decl-spec
3045 This function records a ``global'' declaration specified by
3046 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3047 is evaluated and thus should normally be quoted.
3048 @end defun
3050 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3051 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3052 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3053 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3054 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3055 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3056 since normally the declarations are meant to influence the way the
3057 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3058 form.)
3059 @end defspec
3061 @defspec declare decl-specs@dots{}
3062 This macro is used to make declarations within functions and other
3063 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3064 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3065 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3066 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3067 is @code{special}.
3068 @end defspec
3070 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3071 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3072 @end defspec
3074 @defspec the type form
3075 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3076 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3077 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3078 make use of this information.
3080 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3081 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3082 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3083 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3084 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3085 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3086 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3087 @end defspec
3089 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3090 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3091 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3092 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3093 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3094 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3095 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3097 @table @code
3098 @item special
3099 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3100 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3101 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3102 variables are intentionally being referred to without being
3103 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3104 warnings for such references, since they could be typographical
3105 errors for references to local variables.
3107 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3108 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3109 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3110 do not warn for non-local references).
3112 In top-level contexts, it is generally better to write
3113 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3114 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3115 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3116 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3117 to work correctly with all compilers.
3119 @item inline
3120 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3121 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3122 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3123 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3124 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3125 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3126 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3127 function call.
3129 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3130 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3131 and declare it inline all at once.
3133 @example
3134 (declaim (inline foo bar))
3135 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3136 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3137 @end example
3139 @strong{Note:}  This declaration remains in effect after the
3140 containing source file is done.  It is correct to use it to
3141 request that a function you have defined should be inlined,
3142 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3143 function.
3145 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3146 before a particular call to a function to cause just that call to
3147 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3148 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3149 this package.
3151 @item notinline
3152 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3153 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3154 declaration.
3156 @item optimize
3157 This declaration controls how much optimization is performed by
3158 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3159 compilers.
3161 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3162 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3163 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3164 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3165 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3166 The default level for both qualities is 1.
3168 In this package, with the optimizing compiler, the
3169 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3170 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3171 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3172 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3173 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3174 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3175 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3176 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3177 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3178 at run-time.)
3180 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3181 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3182 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3183 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3184 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3186 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3187 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3188 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3189 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3190 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3191 will set the new optimization level, but that level will not
3192 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3194 @item warn
3195 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3196 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3197 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3198 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3199 qualities.  The currently supported warning types are
3200 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3201 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3202 disable these warnings and any higher value will enable them.
3203 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3204 @end table
3206 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3207 @chapter Symbols
3209 @noindent
3210 This package defines several symbol-related features that were
3211 missing from Emacs Lisp.
3213 @menu
3214 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3215 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3216 @end menu
3218 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3219 @section Property Lists
3221 @noindent
3222 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3223 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3224 There are also functions for working with property lists as
3225 first-class data structures not attached to particular symbols.
3227 @defun get* symbol property &optional default
3228 This function is like @code{get}, except that if the property is
3229 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3230 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3231 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3232 Lisp's @code{get}.)
3234 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3235 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3236 @end defun
3238 @defun remprop symbol property
3239 This function removes the entry for @var{property} from the property
3240 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3241 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3242 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3243 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3244 to distinguish between a missing property and a property whose value
3245 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3246 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3247 @end defun
3249 @defun getf place property &optional default
3250 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3251 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3252 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3253 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3254 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3255 is given).
3257 In particular,
3259 @example
3260 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3261 @end example
3263 It is legal to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3264 its @var{place} argument must itself be a legal @code{setf} place.
3265 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3266 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3267 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3268 pair onto the list if the property is not yet present.
3270 @example
3271 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3272 @end example
3274 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3275 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3277 @example
3278 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3279 @end example
3281 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3282 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3284 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3285 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3286 expression.
3287 @end defun
3289 @defspec remf place property
3290 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3291 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3292 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3293 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3294 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3295 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3296 out the property and value cells.
3297 @end defspec
3299 @iftex
3300 @secno=2
3301 @end iftex
3303 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3304 @section Creating Symbols
3306 @noindent
3307 These functions create unique symbols, typically for use as
3308 temporary variables.
3310 @defun gensym &optional x
3311 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3312 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3313 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3314 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3315 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3316 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3317 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3318 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3319 code.
3320 @end defun
3322 @defvar *gensym-counter*
3323 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3324 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3325 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3326 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3327 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3328 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3329 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3330 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3331 symbols remain uninterned after loading.)
3332 @end defvar
3334 @defun gentemp &optional x
3335 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3336 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3337 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3338 again until a new symbol is generated.
3339 @end defun
3341 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3342 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3343 automatically creates all keywords that are called for by
3344 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3345 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3346 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3348 @iftex
3349 @chapno=11
3350 @end iftex
3352 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3353 @chapter Numbers
3355 @noindent
3356 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3357 which were left out of Emacs Lisp.
3359 @menu
3360 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3361 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3362 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3363 * Implementation Parameters::   `most-positive-fixnum', `most-positive-float'
3364 @end menu
3366 @iftex
3367 @secno=1
3368 @end iftex
3370 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3371 @section Predicates on Numbers
3373 @noindent
3374 These functions return @code{t} if the specified condition is
3375 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3377 @defun plusp number
3378 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3379 error if the argument is not a number.
3380 @end defun
3382 @defun minusp number
3383 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3384 error if the argument is not a number.
3385 @end defun
3387 @defun oddp integer
3388 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3389 error if the argument is not an integer.
3390 @end defun
3392 @defun evenp integer
3393 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3394 error if the argument is not an integer.
3395 @end defun
3397 @defun floatp-safe object
3398 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3399 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3400 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3401 @end defun
3403 @iftex
3404 @secno=3
3405 @end iftex
3407 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3408 @section Numerical Functions
3410 @noindent
3411 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3413 @defun gcd &rest integers
3414 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3415 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3416 For zero arguments, it returns zero.
3417 @end defun
3419 @defun lcm &rest integers
3420 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3421 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3422 For zero arguments, it returns one.
3423 @end defun
3425 @defun isqrt integer
3426 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3427 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3428 square root of the argument.
3429 @end defun
3431 @defun floor* number &optional divisor
3432 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3433 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3434 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3436 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3437 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3438 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3439 first return value to yield the argument again.  If the argument
3440 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3441 If the argument is a floating-point number, the first
3442 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3443 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3445 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3446 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3447 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3448 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3449 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3450 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3451 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3452 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3454 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3455 function, except that it returns the two results in a list since
3456 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3457 @end defun
3459 @defun ceiling* number &optional divisor
3460 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3461 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3462 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3463 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3464 @end defun
3466 @defun truncate* number &optional divisor
3467 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3468 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3469 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3470 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3471 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3472 the same sign as @var{number}.
3473 @end defun
3475 @defun round* number &optional divisor
3476 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3477 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3478 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3479 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3480 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3481 @end defun
3483 @defun mod* number divisor
3484 This function returns the same value as the second return value
3485 of @code{floor}.
3486 @end defun
3488 @defun rem* number divisor
3489 This function returns the same value as the second return value
3490 of @code{truncate}.
3491 @end defun
3493 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3494 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3495 to certain function names to avoid conflicts with existing
3496 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3497 multiple values is different.
3499 @iftex
3500 @secno=8
3501 @end iftex
3503 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3504 @section Random Numbers
3506 @noindent
3507 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3508 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3509 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3510 random numbers than the simple generators supplied by many
3511 operating systems.
3513 @defun random* number &optional state
3514 This function returns a random nonnegative number less than
3515 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3516 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3517 which holds the state of the random number generator.  The
3518 function modifies this state object as a side effect.  If
3519 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3520 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3521 @code{random-state} object.
3522 @end defun
3524 @defvar *random-state*
3525 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3526 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3527 alternative state object.  Since any number of programs in the
3528 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3529 fashion, the sequence generated from this variable will be
3530 irreproducible for all intents and purposes.
3531 @end defvar
3533 @defun make-random-state &optional state
3534 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3535 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3536 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3537 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3538 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3539 random-state object) will return identical sequences of random
3540 numbers.
3542 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3543 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3544 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3545 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3546 be an integer in which case the new object is seeded from that
3547 integer; each different integer seed will result in a completely
3548 different sequence of random numbers.
3550 It is legal to print a @code{random-state} object to a buffer or
3551 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3552 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3553 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3554 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3555 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3556 from the file.
3557 @end defun
3559 @defun random-state-p object
3560 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3561 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3562 @end defun
3564 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3565 @section Implementation Parameters
3567 @noindent
3568 This package defines several useful constants having to with numbers.
3570 @defvar most-positive-fixnum
3571 This constant equals the largest value a Lisp integer can hold.
3572 It is typically @code{2^23-1} or @code{2^25-1}.
3573 @end defvar
3575 @defvar most-negative-fixnum
3576 This constant equals the smallest (most negative) value a Lisp
3577 integer can hold.
3578 @end defvar
3580 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3581 This package determines their values by exercising the computer's
3582 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3583 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3584 function that must be called before the parameters can be used.
3586 @defun cl-float-limits
3587 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3588 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3589 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3590 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3591 parameters have already been initialized, the function returns
3592 immediately.
3594 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3595 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3596 unusual, e.g., decimal.
3597 @end defun
3599 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3600 precisions, it has families of constants like
3601 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3602 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3603 floating-point precision, so this package omits the precision word
3604 from the constants' names.
3606 @defvar most-positive-float
3607 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3608 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3609 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3610 is approximately @code{1.79e+308}.
3611 @end defvar
3613 @defvar most-negative-float
3614 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3615 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3616 @end defvar
3618 @defvar least-positive-float
3619 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3620 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3621 supported or @code{2.22e-308} if not.
3622 @end defvar
3624 @defvar least-positive-normalized-float
3625 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3626 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3627 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3628 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3629 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3630 will always equal @code{least-positive-float}.
3631 @end defvar
3633 @defvar least-negative-float
3634 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3635 @end defvar
3637 @defvar least-negative-normalized-float
3638 This constant is the negative counterpart of
3639 @code{least-positive-normalized-float}.
3640 @end defvar
3642 @defvar float-epsilon
3643 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3644 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3645 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3646 is about @code{2.22e-16}.
3647 @end defvar
3649 @defvar float-negative-epsilon
3650 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3651 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3652 @code{1.11e-16}.
3653 @end defvar
3655 @iftex
3656 @chapno=13
3657 @end iftex
3659 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3660 @chapter Sequences
3662 @noindent
3663 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3664 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3665 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3666 @code{length}; this package defines most of the rest.
3668 @menu
3669 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3670 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3671 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3672 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3673 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3674 @end menu
3676 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3677 @section Sequence Basics
3679 @noindent
3680 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3681 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3682 may appear in any order.
3684 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3685 function of one argument.  This key function is used as a filter
3686 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3687 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3688 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3689 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3690 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3691 the identity function.
3693 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3694 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3695 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3696 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3697 function in the same order as the original sequence function
3698 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3699 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3700 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3701 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3702 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3703 indicate a match.  The default test function is @code{:test 'eql}.
3705 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3706 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3707 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3708 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3709 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3711 @example
3712 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3713 @end example
3715 @noindent
3716 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3718 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3719 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3720 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3721 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3722 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3723 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3724 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3725 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3726 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3727 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3728 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3730 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3731 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3732 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3733 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3734 to be removed or otherwise processed.
3736 The sequence functions make no guarantees about the order in
3737 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3738 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3739 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3740 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3741 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3742 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3743 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3744 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3746 Strings may contain ``text properties'' as well
3747 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3748 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3749 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3750 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3751 result.
3753 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3754 @section Mapping over Sequences
3756 @noindent
3757 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3758 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3759 built-in function @code{mapcar}.
3761 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3762 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3763 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3764 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3765 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3766 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3767 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3768 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3769 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3770 is always a list.
3772 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3773 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3774 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3775 superset of both.
3776 @end defun
3778 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3779 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3780 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3781 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3782 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3783 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3784 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3785 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3786 @end defun
3788 @defun maplist function list &rest more-lists
3789 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3790 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3791 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3792 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3793 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3794 @code{car}s of the advancing pointers.
3795 @end defun
3797 @defun mapc function seq &rest more-seqs
3798 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3799 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3800 collected into a list.  The return value of @code{mapc} is @var{seq},
3801 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3802 primitive @code{mapc}.
3803 @end defun
3805 @defun mapl function list &rest more-lists
3806 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3807 the values returned by @var{function}.
3808 @end defun
3810 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3811 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3812 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3813 rather than simply collecting them into a list.
3814 @end defun
3816 @defun mapcon function list &rest more-lists
3817 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3818 the return values using @code{nconc}.
3819 @end defun
3821 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3822 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3823 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3824 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3825 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3826 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3827 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3828 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3829 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3830 @end defun
3832 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3833 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3834 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3835 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3836 for all elements.
3837 @end defun
3839 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3840 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3841 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3842 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3843 was @code{nil} for all elements.
3844 @end defun
3846 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3847 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3848 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3849 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3850 true for all elements.
3851 @end defun
3853 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3854 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3855 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3856 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3857 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3858 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3859 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3860 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3861 an explicit call to @code{reduce}.
3863 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3864 of left-associative:
3866 @example
3867 (reduce '- '(1 2 3 4))
3868      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3869 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3870      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3871 @end example
3873 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3874 is called on each of the sequence elements in turn.
3876 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3877 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3878 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3880 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3881 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3882 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3883 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3884 @end defun
3886 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3887 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3888 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3889 function calls.
3891 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3892 @section Sequence Functions
3894 @noindent
3895 This section describes a number of Common Lisp functions for
3896 operating on sequences.
3898 @defun subseq sequence start &optional end
3899 This function returns a given subsequence of the argument
3900 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3901 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3902 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3903 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3904 return value is always a copy; it does not share structure
3905 with @var{sequence}.
3907 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3908 may be negative, in which case they represent a distance back
3909 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3910 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3911 the @emph{only} sequence function that allows negative
3912 @var{start} and @var{end}.
3914 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3915 specified range of elements with elements from another sequence.
3916 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3917 @end defun
3919 @defun concatenate result-type &rest seqs
3920 This function concatenates the argument sequences together to
3921 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3922 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3923 arguments are always copied, even in cases such as
3924 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3925 identical to an argument.
3926 @end defun
3928 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3929 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3930 part of the sequence) with the value @var{item}.
3931 @end defun
3933 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3934 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3935 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3936 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3937 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3939 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3940 will work correctly even if the regions indicated by the start
3941 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3942 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3943 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3944 is undefined.
3945 @end defun
3947 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3948 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3949 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3950 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3951 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3952 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3953 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3954 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3955 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3956 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3957 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3958 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3959 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3960 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3961 if @var{count} was also specified).
3962 @end defun
3964 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3965 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3966 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3967 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3968 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3969 list if necessary to preserve the original list, whereas
3970 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3971 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3972 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3973 @end defun
3975 @findex remove-if
3976 @findex remove-if-not
3977 @findex delete-if
3978 @findex delete-if-not
3979 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3980 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3982 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3983 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3984 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3985 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3986 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3987 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3988 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3989 examined or removed.
3990 @end defun
3992 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3993 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3994 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3995 @end defun
3997 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3998 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3999 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
4000 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
4001 used to limit the number of substitutions made.
4002 @end defun
4004 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
4005 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
4006 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
4007 by returning a changed copy of the sequence.
4008 @end defun
4010 @findex substitute-if
4011 @findex substitute-if-not
4012 @findex nsubstitute-if
4013 @findex nsubstitute-if-not
4014 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
4015 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
4016 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
4018 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
4019 @section Searching Sequences
4021 @noindent
4022 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
4023 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
4025 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4026 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
4027 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
4028 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
4029 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
4030 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
4031 limit the range of elements that are searched.
4032 @end defun
4034 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4035 This function is like @code{find}, except that it returns the
4036 integer position in the sequence of the matching item rather than
4037 the item itself.  The position is relative to the start of the
4038 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
4039 returns @code{nil} if no matching element was found.
4040 @end defun
4042 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
4043 This function returns the number of elements of @var{seq} which
4044 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
4045 @end defun
4047 @findex find-if
4048 @findex find-if-not
4049 @findex position-if
4050 @findex position-if-not
4051 @findex count-if
4052 @findex count-if-not
4053 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4054 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4055 functions are defined similarly.
4057 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4058 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4059 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4060 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4061 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4062 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4063 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4064 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4065 the two otherwise-matching sequences runs out.
4067 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4068 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4069 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4070 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4072 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4073 which compares two strings case-insensitively.
4074 @end defun
4076 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4077 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4078 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4079 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4080 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4081 The return value is the index of the leftmost element of the
4082 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4083 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4084 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4085 @end defun
4087 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4088 @section Sorting Sequences
4090 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4091 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4092 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4093 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4094 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4095 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4096 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4097 numbers into decreasing rather than increasing order.
4099 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4100 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4101 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4102 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4104 @example
4105 (setq data (sort data 'string-lessp :key 'downcase))
4106 @end example
4108 @noindent
4109 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4110 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4111 would be useful for sorting association lists.
4113 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4114 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4115 @end defun
4117 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4118 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4119 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4120 be rearranged out of their original order by the sort.
4122 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4123 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4124 stable by default.  However, this package reserves the right to
4125 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4126 @end defun
4128 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4129 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4130 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4131 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4132 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4133 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4134 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4135 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4136 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4137 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4138 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4139 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4140 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4141 @var{predicate}.
4142 @end defun
4144 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4145 @chapter Lists
4147 @noindent
4148 The functions described here operate on lists.
4150 @menu
4151 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4152 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4153 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4154 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4155 @end menu
4157 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4158 @section List Functions
4160 @noindent
4161 This section describes a number of simple operations on lists,
4162 i.e., chains of cons cells.
4164 @defun caddr x
4165 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4166 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4167 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4168 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4169 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4170 @end defun
4172 @defun first x
4173 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4174 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4175 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4176 @end defun
4178 @defun rest x
4179 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4180 @end defun
4182 @defun endp x
4183 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4184 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4185 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4186 for @code{null}.
4187 @end defun
4189 @defun list-length x
4190 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4191 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4192 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4193 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4194 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4195 @end defun
4197 @defun list* arg &rest others
4198 This function constructs a list of its arguments.  The final
4199 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4200 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4201 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4202 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4203 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4205 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4206 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4207 or @code{defun*}.)
4208 @end defun
4210 @defun ldiff list sublist
4211 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4212 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4213 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4214 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4215 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4216 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4217 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4218 is returned.
4219 @end defun
4221 @defun copy-list list
4222 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4223 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4224 @end defun
4226 @defun copy-tree x &optional vecp
4227 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4228 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4229 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4230 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4231 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4232 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4233 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4234 cons cells.
4235 @end defun
4237 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4238 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4239 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4240 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4241 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4242 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4243 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4244 @end defun
4246 @iftex
4247 @secno=3
4248 @end iftex
4250 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4251 @section Substitution of Expressions
4253 @noindent
4254 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4255 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4256 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4258 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4259 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4260 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4261 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4262 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4263 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4264 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4265 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4266 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4267 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4268 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4269 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4270 but not to @var{old}.
4271 @end defun
4273 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4274 This function is like @code{subst}, except that it works by
4275 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4276 rather than copying.
4277 @end defun
4279 @findex subst-if
4280 @findex subst-if-not
4281 @findex nsubst-if
4282 @findex nsubst-if-not
4283 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4284 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4286 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4287 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4288 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4289 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4290 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4291 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4292 @code{cdr}.
4293 @end defun
4295 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4296 This is a destructive version of @code{sublis}.
4297 @end defun
4299 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4300 @section Lists as Sets
4302 @noindent
4303 These functions perform operations on lists which represent sets
4304 of elements.
4306 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4307 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4308 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4309 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4310 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4311 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4312 @xref{Sequences}.
4314 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4315 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4316 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4317 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4318 @end defun
4320 @findex member-if
4321 @findex member-if-not
4322 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4323 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4325 @defun tailp sublist list
4326 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4327 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4328 any of its @code{cdr}s.
4329 @end defun
4331 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4332 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4333 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4334 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4335 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4336 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4337 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4338 become part of the list.
4339 @end defun
4341 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4342 This function combines two lists which represent sets of items,
4343 returning a list that represents the union of those two sets.
4344 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4345 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4346 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4347 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4348 undefined whether or not that duplication will survive in the
4349 result list.  The order of elements in the result list is also
4350 undefined.
4351 @end defun
4353 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4354 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4355 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4356 @end defun
4358 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4359 This function computes the intersection of the sets represented
4360 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4361 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4362 @end defun
4364 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4365 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4366 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4367 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4368 @end defun
4370 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4371 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4372 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4373 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4374 @end defun
4376 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4377 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4378 to reuse @var{list1} if possible.
4379 @end defun
4381 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4382 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4383 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4384 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4385 @end defun
4387 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4388 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4389 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4390 @end defun
4392 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4393 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4394 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4395 also appears in @var{list2}.
4396 @end defun
4398 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4399 @section Association Lists
4401 @noindent
4402 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4403 one set of values to another; any list whose elements are cons
4404 cells is an association list.
4406 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4407 This function searches the association list @var{a-list} for an
4408 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4409 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4410 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4411 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4412 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4413 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4414 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4415 elements of @var{a-list} to be an error.)
4416 @end defun
4418 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4419 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4420 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4421 the inverse of the mapping to @var{item}.
4422 @end defun
4424 @findex assoc-if
4425 @findex assoc-if-not
4426 @findex rassoc-if
4427 @findex rassoc-if-not
4428 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4429 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4431 Two simple functions for constructing association lists are:
4433 @defun acons key value alist
4434 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4435 @end defun
4437 @defun pairlis keys values &optional alist
4438 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4439 @var{alist})}.
4440 @end defun
4442 @iftex
4443 @chapno=18
4444 @end iftex
4446 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4447 @chapter Structures
4449 @noindent
4450 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4451 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4452 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4453 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4454 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4455 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4456 type.
4458 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4459 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4460 system provides no way to create new distinct types, this package
4461 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4462 special ``tag'' symbol to identify them.
4464 @defspec defstruct name slots@dots{}
4465 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4466 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4467 may begin with a string which documents the structure type.)
4468 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4469 are symbols.  For example,
4471 @example
4472 (defstruct person name age sex)
4473 @end example
4475 @noindent
4476 defines a struct type called @code{person} which contains three
4477 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4478 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4479 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4480 using @code{setf} on any of these place forms:
4482 @example
4483 (incf (person-age birthday-boy))
4484 @end example
4486 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4487 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4488 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4489 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4490 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4491 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4493 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4494 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4496 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4497 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4498 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4499 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4500 length which starts with the correct tag symbol.)
4502 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4503 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4504 argument is the wrong type.  This check is affected by
4505 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4506 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4507 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4508 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4509 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4510 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4511 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4512 @xref{Declarations}.
4514 @example
4515 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4516      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4517 (setq other (copy-person dave))
4518      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4519 (eq dave other)
4520      @result{} nil
4521 (eq (person-name dave) (person-name other))
4522      @result{} t
4523 (person-p dave)
4524      @result{} t
4525 (person-p [1 2 3 4])
4526      @result{} nil
4527 (person-p "Bogus")
4528      @result{} nil
4529 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4530      @result{} t
4531 @end example
4533 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4534 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4535 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4536 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4537 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4538 structure type is created without specifying that slot's value.
4540 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4541 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4542 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4543 the slot's value is determined when the object is created and does
4544 not change afterward.
4546 @example
4547 (defstruct person
4548   (name nil :read-only t)
4549   age
4550   (sex 'unknown))
4551 @end example
4553 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4555 For obscure historical reasons, structure options take a different
4556 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4557 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4558 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4559 enclosed in lists.)
4561 @example
4562 (defstruct (person (:constructor create-person)
4563                    (:type list)
4564                    :named)
4565   name age sex)
4566 @end example
4568 The following structure options are recognized.
4570 @table @code
4571 @iftex
4572 @itemmax=0 in
4573 @advance@leftskip-.5@tableindent
4574 @end iftex
4575 @item :conc-name
4576 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4577 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4578 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4579 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4580 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4581 to name the accessor functions.
4583 @item :constructor
4584 In the simple case, this option takes one argument which is an
4585 alternate name to use for the constructor function.  The default
4586 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4587 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4588 as an argument means that no standard constructor should be
4589 generated at all.
4591 In the full form of this option, the constructor name is followed
4592 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4593 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4594 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4595 The argument names should match the slot names; each slot is
4596 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4597 do not appear in the argument list are initialized based on the
4598 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4599 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4600 defaults from the slot descriptor.  It is legal to include arguments
4601 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4602 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4603 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4605 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4606 options on a structure.  The default constructor is still generated
4607 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4608 option.
4610 @example
4611 (defstruct
4612  (person
4613   (:constructor nil)   ; no default constructor
4614   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4615   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4616                                 (dog-years 0)
4617                            &aux (age (* 7 dog-years))
4618                                 (sex 'canine))))
4619  name age sex)
4620 @end example
4622 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4623 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4624 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4625 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4626 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4627 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4629 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4630 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4631 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4632 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4633 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4634 overriding it.
4636 @item :copier
4637 The argument is an alternate name for the copier function for
4638 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4639 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4640 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4642 @item :predicate
4643 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4644 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4645 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4646 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4647 ever generated.)
4649 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4650 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4651 package, @code{typep} simply looks for a function called
4652 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4653 only if they used the default predicate name.
4655 @item :include
4656 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4657 The argument is the name of another structure type previously
4658 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4659 structure type to inherit all of the included structure's slots
4660 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4661 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4662 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4663 for the included type will also accept objects of the new type.
4665 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4666 the included-structure name, these options are treated as replacement
4667 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4668 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4670 @example
4671 (defstruct person name (age 0) sex)
4672      @result{} person
4673 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4674   helmet-size
4675   (favorite-beverage 'tang))
4676      @result{} astronaut
4678 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4679      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4680 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4681      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4683 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4684      @result{} (t t)
4685 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4686      @result{} (nil t)
4688 (person-name buzz)
4689      @result{} "Buzz"
4690 (astronaut-name joe)
4691      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4692 @end example
4694 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4695 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4696 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4697 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4698 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4699 work on astronauts just like other people.
4701 @item :print-function
4702 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4703 which is called to print an instance of the structure type.  The
4704 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4705 allow for such a feature, so this package simply ignores
4706 @code{:print-function}.
4708 @item :type
4709 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4710 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4711 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4712 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4713 lists instead.
4715 The vector representation for structure objects has the advantage
4716 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4717 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4718 but take a relatively long time accessing the later slots.
4720 @item :named
4721 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4722 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4723 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4724 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4725 features.
4727 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4728 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4729 conjunction with @code{:type}.
4731 @example
4732 (defstruct (person1) name age sex)
4733 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4734 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4736 (setq p1 (make-person1))
4737      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4738 (setq p2 (make-person2))
4739      @result{} (person2 nil nil nil)
4740 (setq p3 (make-person3))
4741      @result{} (nil nil nil)
4743 (person1-p p1)
4744      @result{} t
4745 (person2-p p2)
4746      @result{} t
4747 (person3-p p3)
4748      @result{} error: function person3-p undefined
4749 @end example
4751 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4752 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4753 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4754 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4755 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4756 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4757 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4758 proceeding.
4760 @item :initial-offset
4761 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4762 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4763 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4764 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4765 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4766 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4767 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4768 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4769 of the included type and the first new slot.
4770 @end table
4771 @end defspec
4773 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4774 entirely compatible with that of Common Lisp.
4776 @iftex
4777 @chapno=23
4778 @end iftex
4780 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4781 @chapter Assertions and Errors
4783 @noindent
4784 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4785 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4786 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4787 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4789 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4790 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4791 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4792 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4794 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4795 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4796 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4797 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4799 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4800 You can specify a different error message by including a @var{string}
4801 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4802 passed to @code{error} to signal the error.
4804 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4805 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4806 will also include all non-constant arguments of the top-level
4807 @var{form}.  For example:
4809 @example
4810 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4811 @end example
4813 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4814 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4815 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4816 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4817 makes no sense to specify @var{places}.
4818 @end defspec
4820 @defspec check-type form type [string]
4821 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4822 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4823 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4824 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4825 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4826 error message in place of @var{type}.  For example:
4828 @example
4829 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4830 @end example
4832 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4833 that may be used for @var{type}.
4835 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4836 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4837 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4838 user to modify @var{place}.
4839 @end defspec
4841 The following error-related macro is also defined:
4843 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4844 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4845 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4846 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4847 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4848 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4849 returns the result of the last @var{form}.
4850 @end defspec
4852 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4853 @appendix Efficiency Concerns
4855 @appendixsec Macros
4857 @noindent
4858 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4859 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4860 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4861 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4862 the forms
4864 @example
4865 (incf i n)
4866 (push x (car p))
4867 @end example
4869 @noindent
4870 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4872 @example
4873 (setq i (+ i n))
4874 (setcar p (cons x (car p)))
4875 @end example
4877 @noindent
4878 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4879 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4880 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4882 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4883 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4884 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4885 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4886 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4887 will execute considerably faster if compiled, and will also
4888 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4889 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4891 You can find out how a macro expands by using the
4892 @code{cl-prettyexpand} function.
4894 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4895 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4896 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4897 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4898 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4899 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4901 @example
4902 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4903 @end example
4905 @noindent
4906 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4907 the expansion
4909 @example
4910 (block nil
4911   (let* ((x 0)
4912          (G1004 nil))
4913     (while (< x 10)
4914       (setq G1004 (cons x G1004))
4915       (setq x (+ x 1)))
4916     (nreverse G1004)))
4917 @end example
4919 @noindent
4920 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4921 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4922 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4923 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4925 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4926 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4927 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4928 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4930 @example
4931 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4932      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4933 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4934      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4935 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4936      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4937 @end example
4939 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4940 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4941 @end defun
4943 @ifinfo
4944 @example
4946 @end example
4947 @end ifinfo
4948 @appendixsec Error Checking
4950 @noindent
4951 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4952 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4953 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4954 incompatibility.
4956 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4957 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4958 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4959 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4960 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4961 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4962 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4963 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4964 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4965 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4966 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4967 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4969 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4970 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4971 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4972 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4973 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4974 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4975 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4976 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4977 do check their keyword arguments for validity.
4979 @ifinfo
4980 @example
4982 @end example
4983 @end ifinfo
4984 @appendixsec Optimizing Compiler
4986 @noindent
4987 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4988 Lisp macros emit
4989 code which can be improved by optimization.  In particular,
4990 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4991 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4992 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4993 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4995 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4996 @appendix Common Lisp Compatibility
4998 @noindent
4999 Following is a list of all known incompatibilities between this
5000 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
5002 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
5003 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
5004 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
5005 Common Lisp versions of these functions.
5007 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
5008 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
5009 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
5010 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
5011 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
5012 inside recursive argument lists).
5014 The @code{eql} and @code{equal} predicates do not distinguish
5015 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
5016 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
5018 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
5019 setf-methods return a list of five values rather than five
5020 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
5021 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
5023 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
5024 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
5025 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
5026 are not a first-class package mechanism, there is no way for
5027 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
5029 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
5030 and type specifiers are unimplemented.
5032 The multiple-value return facility treats lists as multiple
5033 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
5034 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
5035 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
5036 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
5037 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
5038 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
5040 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
5041 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
5042 example, local @code{special} declarations, which are purely
5043 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
5044 set down in Steele's book.
5046 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
5047 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
5048 generated symbols become interned when they are written to and
5049 loaded back from a file.
5051 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5052 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5053 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5055 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5057 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5058 @appendix Old CL Compatibility
5060 @noindent
5061 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5062 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5064 This package's emulation of multiple return values in functions is
5065 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5066 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5067 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5068 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5069 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5070 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5072 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5073 implemented in this package.
5075 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5076 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5077 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5078 functions in Emacs.  The older package simply
5079 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5080 causing serious portability problems.  (Some more
5081 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5082 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5083 aliases for @code{member*}, etc.)
5085 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5086 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5087 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5088 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5089 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5091 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5092 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5093 few functions which are explicitly defined as additional features
5094 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5095 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5096 Lisp.
5098 @ifinfo
5099 @example
5101 @end example
5102 @end ifinfo
5103 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5105 @noindent
5106 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5107 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5108 @code{cl-compat}.  To use it, put @code{(require 'cl-compat)} in
5109 your program.
5111 The old package defined a number of internal routines without
5112 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5113 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5114 provides emulations of the following internal routines:
5115 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5116 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5117 @code{safe-idiv}.
5119 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5120 functions that user code might call directly.  The functions
5121 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5122 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5123 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5125 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5126 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5127 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5128 use of keywords as data is discouraged.
5130 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5131 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5132 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5133 use the more natural keyword argument processing offered by
5134 @code{defun*}.
5136 Multiple return values are treated differently by the two
5137 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5138 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5139 that caused it to report spurious multiple return values in
5140 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5141 of multiple-value macros that are compatible with the old
5142 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5143 are guaranteed to work in any case where the old package's
5144 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5145 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5146 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5147 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5149 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5150 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5151 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5152 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5153 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5154 older versions of the old package used the unadorned names
5155 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5156 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5158 @node Porting Common Lisp, Function Index, Old CL Compatibility, Top
5159 @appendix Porting Common Lisp
5161 @noindent
5162 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5163 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5164 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5165 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5166 one, some of the features in this package are not fully compliant
5167 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5168 are also quite a few features that this package does not provide
5169 at all.  Here are some major omissions that you will want watch out
5170 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5172 @itemize @bullet
5173 @item
5174 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5175 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5176 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5177 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5179 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5180 is happy to let the program's own functions and variables use
5181 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5182 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5184 @item
5185 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5186 bindings apply only to references physically within their bodies
5187 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5188 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5189 variable is visible even inside functions called from the body.
5191 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5192 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5193 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5195 Often you can use code that was written for lexical scoping
5196 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5197 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5198 Emacs Lisp:
5200 @example
5201 (defun map-odd-elements (func list)
5202   (loop for x in list
5203         for flag = t then (not flag)
5204         collect (if flag x (funcall func x))))
5206 (defun add-odd-elements (list x)
5207   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x))) list)
5208 @end example
5210 @noindent
5211 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5212 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5213 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5214 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5215 is called.
5217 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5218 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5219 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5220 variables no collision can occur.)
5222 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5223 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5224 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5226 @item
5227 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5228 works at the level of individual characters.  For example, Common
5229 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5230 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5231 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5232 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5234 The lack of reader macros, incidentally, is the reason behind
5235 Emacs Lisp's unusual backquote syntax.  Since backquotes are
5236 implemented as a Lisp package and not built-in to the Emacs
5237 parser, they are forced to use a regular macro named @code{`}
5238 which is used with the standard function/macro call notation.
5240 @item
5241 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5242 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5243 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5244 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5245 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5246 Lisp.
5248 @item
5249 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5250 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5251 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5252 application program would have a package for its own symbols.
5253 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5254 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5255 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5256 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5257 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5259 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5260 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5261 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5262 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5263 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5264 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5265 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5266 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5267 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5268 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5270 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5271 package-like collections of symbols, but this feature is not
5272 strong enough to be used as a true package mechanism.
5274 @item
5275 The @code{format} function is quite different between Common
5276 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5277 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5278 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5279 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5280 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5281 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5282 introduce format codes, and the set of available codes is
5283 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5284 string literals; instead, @code{format} is used with the
5285 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5286 codes provide such features as paragraph filling, case
5287 conversion, and even loops and conditionals.
5289 While it would have been possible to implement most of Common
5290 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5291 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5292 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5293 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5294 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5296 @item
5297 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5298 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5299 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5300 something entirely different---strings with properties.
5302 @item
5303 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The
5304 notation for character constants is also different:  @code{#\A}
5305 instead of @code{?A}.  Also, @code{string=} and @code{string-equal}
5306 are synonyms in Emacs Lisp whereas the latter is case-insensitive
5307 in Common Lisp.
5309 @item
5310 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5311 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5312 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5313 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5314 streams are a set of existing data types rather than a new data
5315 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5316 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5317 than being distinct types.
5319 @item
5320 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5321 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5322 from @uref{ftp://ftp.ultranet.com/pub/zappo} does implement some
5323 CLOS functionality.
5325 @item
5326 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5327 Lisp features of a different name generally have not been
5328 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5329 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5330 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5331 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5332 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5334 @item
5335 A few more notable Common Lisp features not included in this
5336 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5337 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5339 @item
5340 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5341 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5342 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5343 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5344 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5345 numbers using something like
5347 @example
5348 (defun sum-list (list)
5349   (if list
5350       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5351     0))
5352 @end example
5354 @noindent
5355 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5356 these forms:
5358 @example
5359 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5360 (loop for x in my-list sum x)
5361 @end example
5363 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5364 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5365 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5366 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5367 recursion.
5368 @end itemize
5370 @node Function Index, Variable Index, Porting Common Lisp, Top
5371 @unnumbered Function Index
5373 @printindex fn
5375 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5376 @unnumbered Variable Index
5378 @printindex vr
5380 @setchapternewpage odd
5381 @contents
5382 @bye