Sync NEWS with the documentation
[emacs.git] / doc / lispref / functions.texi
blob0d407ab966bcc6a05f26ee3e7ce49dc92ff2c838
1 @c -*- mode: texinfo; coding: utf-8 -*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990-1995, 1998-1999, 2001-2017 Free Software
4 @c Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @node Functions
7 @chapter Functions
9   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
10 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
11 define them.
13 @menu
14 * What Is a Function::          Lisp functions vs. primitives; terminology.
15 * Lambda Expressions::          How functions are expressed as Lisp objects.
16 * Function Names::              A symbol can serve as the name of a function.
17 * Defining Functions::          Lisp expressions for defining functions.
18 * Calling Functions::           How to use an existing function.
19 * Mapping Functions::           Applying a function to each element of a list, etc.
20 * Anonymous Functions::         Lambda expressions are functions with no names.
21 * Generic Functions::           Polymorphism, Emacs-style.
22 * Function Cells::              Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Closures::                    Functions that enclose a lexical environment.
25 * Advising Functions::          Adding to the definition of a function.
26 * Obsolete Functions::          Declaring functions obsolete.
27 * Inline Functions::            Functions that the compiler will expand inline.
28 * Declare Form::                Adding additional information about a function.
29 * Declaring Functions::         Telling the compiler that a function is defined.
30 * Function Safety::             Determining whether a function is safe to call.
31 * Related Topics::              Cross-references to specific Lisp primitives
32                             that have a special bearing on how functions work.
33 @end menu
35 @node What Is a Function
36 @section What Is a Function?
38 @cindex return value
39 @cindex value of function
40 @cindex argument
41   In a general sense, a function is a rule for carrying out a
42 computation given input values called @dfn{arguments}.  The result of
43 the computation is called the @dfn{value} or @dfn{return value} of the
44 function.  The computation can also have side effects, such as lasting
45 changes in the values of variables or the contents of data structures.
47   In most computer languages, every function has a name.  But in Lisp,
48 a function in the strictest sense has no name: it is an object which
49 can @emph{optionally} be associated with a symbol (e.g., @code{car})
50 that serves as the function name.  @xref{Function Names}.  When a
51 function has been given a name, we usually also refer to that symbol
52 as a ``function'' (e.g., we refer to ``the function @code{car}'').
53 In this manual, the distinction between a function name and the
54 function object itself is usually unimportant, but we will take note
55 wherever it is relevant.
57   Certain function-like objects, called @dfn{special forms} and
58 @dfn{macros}, also accept arguments to carry out computations.
59 However, as explained below, these are not considered functions in
60 Emacs Lisp.
62   Here are important terms for functions and function-like objects:
64 @table @dfn
65 @item lambda expression
66 A function (in the strict sense, i.e., a function object) which is
67 written in Lisp.  These are described in the following section.
68 @ifnottex
69 @xref{Lambda Expressions}.
70 @end ifnottex
72 @item primitive
73 @cindex primitive
74 @cindex subr
75 @cindex built-in function
76 A function which is callable from Lisp but is actually written in C@.
77 Primitives are also called @dfn{built-in functions}, or @dfn{subrs}.
78 Examples include functions like @code{car} and @code{append}.  In
79 addition, all special forms (see below) are also considered
80 primitives.
82 Usually, a function is implemented as a primitive because it is a
83 fundamental part of Lisp (e.g., @code{car}), or because it provides a
84 low-level interface to operating system services, or because it needs
85 to run fast.  Unlike functions defined in Lisp, primitives can be
86 modified or added only by changing the C sources and recompiling
87 Emacs.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
89 @item special form
90 A primitive that is like a function but does not evaluate all of its
91 arguments in the usual way.  It may evaluate only some of the
92 arguments, or may evaluate them in an unusual order, or several times.
93 Examples include @code{if}, @code{and}, and @code{while}.
94 @xref{Special Forms}.
96 @item macro
97 @cindex macro
98 A construct defined in Lisp, which differs from a function in that it
99 translates a Lisp expression into another expression which is to be
100 evaluated instead of the original expression.  Macros enable Lisp
101 programmers to do the sorts of things that special forms can do.
102 @xref{Macros}.
104 @item command
105 @cindex command
106 An object which can be invoked via the @code{command-execute}
107 primitive, usually due to the user typing in a key sequence
108 @dfn{bound} to that command.  @xref{Interactive Call}.  A command is
109 usually a function; if the function is written in Lisp, it is made
110 into a command by an @code{interactive} form in the function
111 definition (@pxref{Defining Commands}).  Commands that are functions
112 can also be called from Lisp expressions, just like other functions.
114 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
115 they are not functions.  @xref{Keyboard Macros}.  We say that a symbol
116 is a command if its function cell contains a command (@pxref{Symbol
117 Components}); such a @dfn{named command} can be invoked with
118 @kbd{M-x}.
120 @item closure
121 A function object that is much like a lambda expression, except that
122 it also encloses an environment of lexical variable bindings.
123 @xref{Closures}.
125 @item byte-code function
126 A function that has been compiled by the byte compiler.
127 @xref{Byte-Code Type}.
129 @item autoload object
130 @cindex autoload object
131 A place-holder for a real function.  If the autoload object is called,
132 Emacs loads the file containing the definition of the real function,
133 and then calls the real function.  @xref{Autoload}.
134 @end table
136   You can use the function @code{functionp} to test if an object is a
137 function:
139 @defun functionp object
140 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
141 function, i.e., can be passed to @code{funcall}.  Note that
142 @code{functionp} returns @code{t} for symbols that are function names,
143 and returns @code{nil} for special forms.
144 @end defun
146   It is also possible to find out how many arguments an arbitrary
147 function expects:
149 @defun func-arity function
150 This function provides information about the argument list of the
151 specified @var{function}.  The returned value is a cons cell of the
152 form @w{@code{(@var{min} . @var{max})}}, where @var{min} is the
153 minimum number of arguments, and @var{max} is either the maximum
154 number of arguments, or the symbol @code{many} for functions with
155 @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
156 @var{function} is a special form.
158 Note that this function might return inaccurate results in some
159 situations, such as the following:
161 @itemize @minus
162 @item
163 Functions defined using @code{apply-partially} (@pxref{Calling
164 Functions, apply-partially}).
166 @item
167 Functions that are advised using @code{advice-add} (@pxref{Advising
168 Named Functions}).
170 @item
171 Functions that determine the argument list dynamically, as part of
172 their code.
173 @end itemize
175 @end defun
177 @noindent
178 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not} treat
179 a symbol as its function definition.
181 @defun subrp object
182 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
183 (i.e., a Lisp primitive).
185 @example
186 @group
187 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
188      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
189 @end group
190 @group
191 (subrp (symbol-function 'message))
192      @result{} t
193 @end group
194 @end example
195 @end defun
197 @defun byte-code-function-p object
198 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
199 function.  For example:
201 @example
202 @group
203 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
204      @result{} t
205 @end group
206 @end example
207 @end defun
209 @defun subr-arity subr
210 This works like @code{func-arity}, but only for built-in functions and
211 without symbol indirection.  It signals an error for non-built-in
212 functions.  We recommend to use @code{func-arity} instead.
213 @end defun
215 @node Lambda Expressions
216 @section Lambda Expressions
217 @cindex lambda expression
219   A lambda expression is a function object written in Lisp.  Here is
220 an example:
222 @example
223 (lambda (x)
224   "Return the hyperbolic cosine of X."
225   (* 0.5 (+ (exp x) (exp (- x)))))
226 @end example
228 @noindent
229 In Emacs Lisp, such a list is a valid expression which evaluates to
230 a function object.
232   A lambda expression, by itself, has no name; it is an @dfn{anonymous
233 function}.  Although lambda expressions can be used this way
234 (@pxref{Anonymous Functions}), they are more commonly associated with
235 symbols to make @dfn{named functions} (@pxref{Function Names}).
236 Before going into these details, the following subsections describe
237 the components of a lambda expression and what they do.
239 @menu
240 * Lambda Components::           The parts of a lambda expression.
241 * Simple Lambda::               A simple example.
242 * Argument List::               Details and special features of argument lists.
243 * Function Documentation::      How to put documentation in a function.
244 @end menu
246 @node Lambda Components
247 @subsection Components of a Lambda Expression
249   A lambda expression is a list that looks like this:
251 @example
252 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
253   [@var{documentation-string}]
254   [@var{interactive-declaration}]
255   @var{body-forms}@dots{})
256 @end example
258 @cindex lambda list
259   The first element of a lambda expression is always the symbol
260 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
261 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
262 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
263 functions.
265   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
266 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
267 the argument values are matched up against the variables in the lambda
268 list, which are given local bindings with the values provided.
269 @xref{Local Variables}.
271   The documentation string is a Lisp string object placed within the
272 function definition to describe the function for the Emacs help
273 facilities.  @xref{Function Documentation}.
275   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
276 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
277 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
278 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
279 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
280 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
281 declaration.
283 @cindex body of function
284   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
285 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
286 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
287 function is the value returned by the last element of the body.
289 @node Simple Lambda
290 @subsection A Simple Lambda Expression Example
292   Consider the following example:
294 @example
295 (lambda (a b c) (+ a b c))
296 @end example
298 @noindent
299 We can call this function by passing it to @code{funcall}, like this:
301 @example
302 @group
303 (funcall (lambda (a b c) (+ a b c))
304          1 2 3)
305 @end group
306 @end example
308 @noindent
309 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
310 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
311 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
312 therefore, this call to the function returns the value 6.
314   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
315 this example:
317 @example
318 @group
319 (funcall (lambda (a b c) (+ a b c))
320          1 (* 2 3) (- 5 4))
321 @end group
322 @end example
324 @noindent
325 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
326 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
327 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
329   As these examples show, you can use a form with a lambda expression
330 as its @sc{car} to make local variables and give them values.  In the
331 old days of Lisp, this technique was the only way to bind and
332 initialize local variables.  But nowadays, it is clearer to use the
333 special form @code{let} for this purpose (@pxref{Local Variables}).
334 Lambda expressions are mainly used as anonymous functions for passing
335 as arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}), or
336 stored as symbol function definitions to produce named functions
337 (@pxref{Function Names}).
339 @node Argument List
340 @subsection Other Features of Argument Lists
341 @kindex wrong-number-of-arguments
342 @cindex argument binding
343 @cindex binding arguments
344 @cindex argument lists, features
346   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
347 specifies three argument variables, so it must be called with three
348 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
349 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error
350 (@pxref{Errors}).
352   It is often convenient to write a function that allows certain
353 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
354 accepts three arguments---a string, the start index and the end
355 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
356 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
357 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
358 and @code{+} do.
360 @cindex optional arguments
361 @cindex rest arguments
362 @kindex &optional
363 @kindex &rest
364   To specify optional arguments that may be omitted when a function
365 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
366 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
367 keyword @code{&rest} before one final argument.
369   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
371 @example
372 @group
373 (@var{required-vars}@dots{}
374  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
375  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
376 @end group
377 @end example
379 @noindent
380 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
381 clauses, and the variables that follow them, are optional.
383   A call to the function requires one actual argument for each of the
384 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
385 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
386 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
387 be any number of extra actual arguments.
389   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
390 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
391 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
392 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
393 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
394 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
395 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
397 @cindex CL note---default optional arg
398 @quotation
399 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
400 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
401 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support @code{supplied-p}
402 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
403 @end quotation
405   For example, an argument list that looks like this:
407 @example
408 (a b &optional c d &rest e)
409 @end example
411 @noindent
412 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
413 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
414 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
415 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
416 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
417 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
418 is @code{nil}.
420   There is no way to have required arguments following optional
421 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
422 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
423 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
424 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
425 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
426 no sense to have any more arguments (either required or optional)
427 after a @code{&rest} argument.
429   Here are some examples of argument lists and proper calls:
431 @example
432 (funcall (lambda (n) (1+ n))        ; @r{One required:}
433          1)                         ; @r{requires exactly one argument.}
434      @result{} 2
435 (funcall (lambda (n &optional n1)   ; @r{One required and one optional:}
436            (if n1 (+ n n1) (1+ n))) ; @r{1 or 2 arguments.}
437          1 2)
438      @result{} 3
439 (funcall (lambda (n &rest ns)       ; @r{One required and one rest:}
440            (+ n (apply '+ ns)))     ; @r{1 or more arguments.}
441          1 2 3 4 5)
442      @result{} 15
443 @end example
445 @node Function Documentation
446 @subsection Documentation Strings of Functions
447 @cindex documentation of function
449   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string}
450 just after the lambda list.  This string does not affect execution of
451 the function; it is a kind of comment, but a systematized comment
452 which actually appears inside the Lisp world and can be used by the
453 Emacs help facilities.  @xref{Documentation}, for how the
454 documentation string is accessed.
456   It is a good idea to provide documentation strings for all the
457 functions in your program, even those that are called only from within
458 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
459 are easier to access.
461   The first line of the documentation string should stand on its own,
462 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
463 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
465   The start of the documentation string is usually indented in the
466 source file, but since these spaces come before the starting
467 double-quote, they are not part of the string.  Some people make a
468 practice of indenting any additional lines of the string so that the
469 text lines up in the program source.  @emph{That is a mistake.}  The
470 indentation of the following lines is inside the string; what looks
471 nice in the source code will look ugly when displayed by the help
472 commands.
474   You may wonder how the documentation string could be optional, since
475 there are required components of the function that follow it (the body).
476 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
477 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
478 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
479 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
480 as the return value and as the documentation.
482   The last line of the documentation string can specify calling
483 conventions different from the actual function arguments.  Write
484 text like this:
486 @example
487 \(fn @var{arglist})
488 @end example
490 @noindent
491 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
492 following it inside the documentation string.  (The @samp{\} is used
493 to avoid confusing the Emacs motion commands.)  The calling convention
494 specified in this way appears in help messages in place of the one
495 derived from the actual arguments of the function.
497   This feature is particularly useful for macro definitions, since the
498 arguments written in a macro definition often do not correspond to the
499 way users think of the parts of the macro call.
501 @node Function Names
502 @section Naming a Function
503 @cindex function definition
504 @cindex named function
505 @cindex function name
507   A symbol can serve as the name of a function.  This happens when the
508 symbol's @dfn{function cell} (@pxref{Symbol Components}) contains a
509 function object (e.g., a lambda expression).  Then the symbol itself
510 becomes a valid, callable function, equivalent to the function object
511 in its function cell.
513   The contents of the function cell are also called the symbol's
514 @dfn{function definition}.  The procedure of using a symbol's function
515 definition in place of the symbol is called @dfn{symbol function
516 indirection}; see @ref{Function Indirection}.  If you have not given a
517 symbol a function definition, its function cell is said to be
518 @dfn{void}, and it cannot be used as a function.
520   In practice, nearly all functions have names, and are referred to by
521 their names.  You can create a named Lisp function by defining a
522 lambda expression and putting it in a function cell (@pxref{Function
523 Cells}).  However, it is more common to use the @code{defun} special
524 form, described in the next section.
525 @ifnottex
526 @xref{Defining Functions}.
527 @end ifnottex
529   We give functions names because it is convenient to refer to them by
530 their names in Lisp expressions.  Also, a named Lisp function can
531 easily refer to itself---it can be recursive.  Furthermore, primitives
532 can only be referred to textually by their names, since primitive
533 function objects (@pxref{Primitive Function Type}) have no read
534 syntax.
536   A function need not have a unique name.  A given function object
537 @emph{usually} appears in the function cell of only one symbol, but
538 this is just a convention.  It is easy to store it in several symbols
539 using @code{fset}; then each of the symbols is a valid name for the
540 same function.
542   Note that a symbol used as a function name may also be used as a
543 variable; these two uses of a symbol are independent and do not
544 conflict.  (This is not the case in some dialects of Lisp, like
545 Scheme.)
547   By convention, if a function's symbol consists of two names
548 separated by @samp{--}, the function is intended for internal use and
549 the first part names the file defining the function.  For example, a
550 function named @code{vc-git--rev-parse} is an internal function
551 defined in @file{vc-git.el}.  Internal-use functions written in C have
552 names ending in @samp{-internal}, e.g., @code{bury-buffer-internal}.
553 Emacs code contributed before 2018 may follow other internal-use
554 naming conventions, which are being phased out.
556 @node Defining Functions
557 @section Defining Functions
558 @cindex defining a function
560   We usually give a name to a function when it is first created.  This
561 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
562 @code{defun} macro.
564 @defmac defun name args [doc] [declare] [interactive] body@dots{}
565 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
566 defines the symbol @var{name} as a function with argument list
567 @var{args} and body forms given by @var{body}.  Neither @var{name} nor
568 @var{args} should be quoted.
570 @var{doc}, if present, should be a string specifying the function's
571 documentation string (@pxref{Function Documentation}).  @var{declare},
572 if present, should be a @code{declare} form specifying function
573 metadata (@pxref{Declare Form}).  @var{interactive}, if present,
574 should be an @code{interactive} form specifying how the function is to
575 be called interactively (@pxref{Interactive Call}).
577 The return value of @code{defun} is undefined.
579 Here are some examples:
581 @example
582 @group
583 (defun foo () 5)
584 (foo)
585      @result{} 5
586 @end group
588 @group
589 (defun bar (a &optional b &rest c)
590     (list a b c))
591 (bar 1 2 3 4 5)
592      @result{} (1 2 (3 4 5))
593 @end group
594 @group
595 (bar 1)
596      @result{} (1 nil nil)
597 @end group
598 @group
599 (bar)
600 @error{} Wrong number of arguments.
601 @end group
603 @group
604 (defun capitalize-backwards ()
605   "Upcase the last letter of the word at point."
606   (interactive)
607   (backward-word 1)
608   (forward-word 1)
609   (backward-char 1)
610   (capitalize-word 1))
611 @end group
612 @end example
614 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
615 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
616 without any hesitation or notification.  Emacs does not prevent you
617 from doing this, because redefining a function is sometimes done
618 deliberately, and there is no way to distinguish deliberate
619 redefinition from unintentional redefinition.
620 @end defmac
622 @cindex function aliases
623 @cindex alias, for functions
624 @defun defalias name definition &optional doc
625 @anchor{Definition of defalias}
626 This function defines the symbol @var{name} as a function, with
627 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
628 Its return value is @emph{undefined}.
630 If @var{doc} is non-@code{nil}, it becomes the function documentation
631 of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
632 @var{definition} is used.
634 @cindex defalias-fset-function property
635 Internally, @code{defalias} normally uses @code{fset} to set the definition.
636 If @var{name} has a @code{defalias-fset-function} property, however,
637 the associated value is used as a function to call in place of @code{fset}.
639 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
640 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
641 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
642 which file defined the function, just like @code{defun}
643 (@pxref{Unloading}).
645 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
646 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
647 records.  @xref{Function Cells}.
648 @end defun
650   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
651 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
652 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
653 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
654 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
655 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
656 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
657 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
658 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
659 definition will have no effect on them.
661   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
662 and tells the Lisp compiler to perform inline expansion on it.
663 @xref{Inline Functions}.
665   Alternatively, you can define a function by providing the code which
666 will inline it as a compiler macro.  The following macros make this
667 possible.
669 @c FIXME: Can define-inline use the interactive spec?
670 @defmac define-inline name args [doc] [declare] body@dots{}
671 Define a function @var{name} by providing code that does its inlining,
672 as a compiler macro.  The function will accept the argument list
673 @var{args} and will have the specified @var{body}.
675 If present, @var{doc} should be the function's documentation string
676 (@pxref{Function Documentation}); @var{declare}, if present, should be
677 a @code{declare} form (@pxref{Declare Form}) specifying the function's
678 metadata.
679 @end defmac
681 Functions defined via @code{define-inline} have several advantages
682 with respect to macros defined by @code{defsubst} or @code{defmacro}:
684 @itemize @minus
685 @item
686 They can be passed to @code{mapcar} (@pxref{Mapping Functions}).
688 @item
689 They are more efficient.
691 @item
692 They can be used as @dfn{place forms} to store values
693 (@pxref{Generalized Variables}).
695 @item
696 They behave in a more predictable way than @code{cl-defsubst}
697 (@pxref{Argument Lists,,, cl, Common Lisp Extensions for GNU Emacs
698 Lisp}).
699 @end itemize
701 Like @code{defmacro}, a function inlined with @code{define-inline}
702 inherits the scoping rules, either dynamic or lexical, from the call
703 site.  @xref{Variable Scoping}.
705 The following macros should be used in the body of a function defined
706 by @code{define-inline}.
708 @defmac inline-quote expression
709 Quote @var{expression} for @code{define-inline}.  This is similar to
710 the backquote (@pxref{Backquote}), but quotes code and accepts only
711 @code{,}, not @code{,@@}.
712 @end defmac
714 @defmac inline-letevals (bindings@dots{}) body@dots{}
715 This is is similar to @code{let} (@pxref{Local Variables}): it sets up
716 local variables as specified by @var{bindings}, and then evaluates
717 @var{body} with those bindings in effect.  Each element of
718 @var{bindings} should be either a symbol or a list of the form
719 @w{@code{(@var{var} @var{expr})}}; the result is to evaluate
720 @var{expr} and bind @var{var} to the result.  The tail of
721 @var{bindings} can be either @code{nil} or a symbol which should hold
722 a list of arguments, in which case each argument is evaluated, and the
723 symbol is bound to the resulting list.
724 @end defmac
726 @defmac inline-const-p expression
727 Return non-@code{nil} if the value of @var{expression} is already
728 known.
729 @end defmac
731 @defmac inline-const-val expression
732 Return the value of @var{expression}.
733 @end defmac
735 @defmac inline-error format &rest args
736 Signal an error, formatting @var{args} according to @var{format}.
737 @end defmac
739 Here's an example of using @code{define-inline}:
741 @lisp
742 (define-inline myaccessor (obj)
743   (inline-letevals (obj)
744     (inline-quote (if (foo-p ,obj) (aref (cdr ,obj) 3) (aref ,obj 2)))))
745 @end lisp
747 @noindent
748 This is equivalent to
750 @lisp
751 (defsubst myaccessor (obj)
752   (if (foo-p obj) (aref (cdr obj) 3) (aref obj 2)))
753 @end lisp
755 @node Calling Functions
756 @section Calling Functions
757 @cindex function invocation
758 @cindex calling a function
760   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
761 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
762 function is also known as @dfn{invocation}.
764   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
765 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
766 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
767 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
769   When you write a list as an expression in your program, you specify
770 which function to call, and how many arguments to give it, in the text
771 of the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
772 need to compute at run time which function to call.  To do that, use
773 the function @code{funcall}.  When you also need to determine at run
774 time how many arguments to pass, use @code{apply}.
776 @defun funcall function &rest arguments
777 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
778 whatever @var{function} returns.
780 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
781 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
782 means that you can use any expression to obtain the function to be
783 called.  It also means that @code{funcall} does not see the
784 expressions you write for the @var{arguments}, only their values.
785 These values are @emph{not} evaluated a second time in the act of
786 calling @var{function}; the operation of @code{funcall} is like the
787 normal procedure for calling a function, once its arguments have
788 already been evaluated.
790 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
791 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
792 they make sense only when given the unevaluated argument
793 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
794 above, it never knows them in the first place.
796 If you need to use @code{funcall} to call a command and make it behave
797 as if invoked interactively, use @code{funcall-interactively}
798 (@pxref{Interactive Call}).
800 @example
801 @group
802 (setq f 'list)
803      @result{} list
804 @end group
805 @group
806 (funcall f 'x 'y 'z)
807      @result{} (x y z)
808 @end group
809 @group
810 (funcall f 'x 'y '(z))
811      @result{} (x y (z))
812 @end group
813 @group
814 (funcall 'and t nil)
815 @error{} Invalid function: #<subr and>
816 @end group
817 @end example
819 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
820 @end defun
822 @defun apply function &rest arguments
823 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
824 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
825 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
826 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
827 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
828 argument.
830 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
831 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
832 primitive function; special forms and macros do not make sense in
833 @code{apply}.
835 @example
836 @group
837 (setq f 'list)
838      @result{} list
839 @end group
840 @group
841 (apply f 'x 'y 'z)
842 @error{} Wrong type argument: listp, z
843 @end group
844 @group
845 (apply '+ 1 2 '(3 4))
846      @result{} 10
847 @end group
848 @group
849 (apply '+ '(1 2 3 4))
850      @result{} 10
851 @end group
853 @group
854 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
855      @result{} (a b c x y z)
856 @end group
857 @end example
859 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
860 of mapcar}.
861 @end defun
863 @cindex partial application of functions
864 @cindex currying
865   Sometimes it is useful to fix some of the function's arguments at
866 certain values, and leave the rest of arguments for when the function
867 is actually called.  The act of fixing some of the function's
868 arguments is called @dfn{partial application} of the function@footnote{
869 This is related to, but different from @dfn{currying}, which
870 transforms a function that takes multiple arguments in such a way that
871 it can be called as a chain of functions, each one with a single
872 argument.}.
873 The result is a new function that accepts the rest of
874 arguments and calls the original function with all the arguments
875 combined.
877   Here's how to do partial application in Emacs Lisp:
879 @defun apply-partially func &rest args
880 This function returns a new function which, when called, will call
881 @var{func} with the list of arguments composed from @var{args} and
882 additional arguments specified at the time of the call.  If @var{func}
883 accepts @var{n} arguments, then a call to @code{apply-partially} with
884 @w{@code{@var{m} < @var{n}}} arguments will produce a new function of
885 @w{@code{@var{n} - @var{m}}} arguments.
887 Here's how we could define the built-in function @code{1+}, if it
888 didn't exist, using @code{apply-partially} and @code{+}, another
889 built-in function:
891 @example
892 @group
893 (defalias '1+ (apply-partially '+ 1)
894   "Increment argument by one.")
895 @end group
896 @group
897 (1+ 10)
898      @result{} 11
899 @end group
900 @end example
901 @end defun
903 @cindex functionals
904   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
905 find them in data structures (especially in hook variables and property
906 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
907 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
909   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
910 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
911 function:
913 @defun identity arg
914 This function returns @var{arg} and has no side effects.
915 @end defun
917 @defun ignore &rest args
918 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
919 @end defun
921   Some functions are user-visible @dfn{commands}, which can be called
922 interactively (usually by a key sequence).  It is possible to invoke
923 such a command exactly as though it was called interactively, by using
924 the @code{call-interactively} function.  @xref{Interactive Call}.
926 @node Mapping Functions
927 @section Mapping Functions
928 @cindex mapping functions
930   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
931 special form or macro) to each element of a list or other collection.
932 Emacs Lisp has several such functions; this section describes
933 @code{mapcar}, @code{mapc}, @code{mapconcat}, and @code{mapcan}, which
934 map over a list.  @xref{Definition of mapatoms}, for the function
935 @code{mapatoms} which maps over the symbols in an obarray.
936 @xref{Definition of maphash}, for the function @code{maphash} which
937 maps over key/value associations in a hash table.
939   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
940 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
941 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
942 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
944 @defun mapcar function sequence
945 @anchor{Definition of mapcar}
946 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
947 in turn, and returns a list of the results.
949 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
950 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
951 result is always a list.  The length of the result is the same as the
952 length of @var{sequence}.  For example:
954 @example
955 @group
956 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
957      @result{} (a c e)
958 (mapcar '1+ [1 2 3])
959      @result{} (2 3 4)
960 (mapcar 'string "abc")
961      @result{} ("a" "b" "c")
962 @end group
964 @group
965 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
966 (mapcar 'funcall my-hooks)
967 @end group
969 @group
970 (defun mapcar* (function &rest args)
971   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
972 Return the list of results."
973   ;; @r{If no list is exhausted,}
974   (if (not (memq nil args))
975       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
976       (cons (apply function (mapcar 'car args))
977             (apply 'mapcar* function
978                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
979                    (mapcar 'cdr args)))))
980 @end group
982 @group
983 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
984      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
985 @end group
986 @end example
987 @end defun
989 @defun mapcan function sequence
990 This function applies @var{function} to each element of
991 @var{sequence}, like @code{mapcar}, but instead of collecting the
992 results into a list, it returns a single list with all the elements of
993 the results (which must be lists), by altering the results (using
994 @code{nconc}; @pxref{Rearrangement}).  Like with @code{mapcar},
995 @var{sequence} can be of any type except a char-table.
997 @group
998 @example
999 ;; @r{Contrast this:}
1000 (mapcar 'list '(a b c d))
1001      @result{} ((a) (b) (c) (d))
1002 ;; @r{with this:}
1003 (mapcan 'list '(a b c d))
1004      @result{} (a b c d)
1005 @end example
1006 @end group
1007 @end defun
1009 @defun mapc function sequence
1010 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
1011 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
1012 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
1013 @end defun
1015 @defun mapconcat function sequence separator
1016 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
1017 @var{sequence}; the results, which must be sequences of characters
1018 (strings, vectors, or lists), are concatenated into a single string
1019 return value.  Between each pair of result sequences, @code{mapconcat}
1020 inserts the characters from @var{separator}, which also must be a
1021 string, or a vector or list of characters.  @xref{Sequences Arrays
1022 Vectors}.
1024 The argument @var{function} must be a function that can take one
1025 argument and returns a sequence of characters: a string, a vector, or
1026 a list.  The argument @var{sequence} can be any kind of sequence
1027 except a char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a
1028 string.
1030 @example
1031 @group
1032 (mapconcat 'symbol-name
1033            '(The cat in the hat)
1034            " ")
1035      @result{} "The cat in the hat"
1036 @end group
1038 @group
1039 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
1040            "HAL-8000"
1041            "")
1042      @result{} "IBM.9111"
1043 @end group
1044 @end example
1045 @end defun
1047 @node Anonymous Functions
1048 @section Anonymous Functions
1049 @cindex anonymous function
1051   Although functions are usually defined with @code{defun} and given
1052 names at the same time, it is sometimes convenient to use an explicit
1053 lambda expression---an @dfn{anonymous function}.  Anonymous functions
1054 are valid wherever function names are.  They are often assigned as
1055 variable values, or as arguments to functions; for instance, you might
1056 pass one as the @var{function} argument to @code{mapcar}, which
1057 applies that function to each element of a list (@pxref{Mapping
1058 Functions}).  @xref{describe-symbols example}, for a realistic example
1059 of this.
1061   When defining a lambda expression that is to be used as an anonymous
1062 function, you can in principle use any method to construct the list.
1063 But typically you should use the @code{lambda} macro, or the
1064 @code{function} special form, or the @code{#'} read syntax:
1066 @defmac lambda args [doc] [interactive] body@dots{}
1067 This macro returns an anonymous function with argument list
1068 @var{args}, documentation string @var{doc} (if any), interactive spec
1069 @var{interactive} (if any), and body forms given by @var{body}.
1071 In effect, this macro makes @code{lambda} forms self-quoting:
1072 evaluating a form whose @sc{car} is @code{lambda} yields the form
1073 itself:
1075 @example
1076 (lambda (x) (* x x))
1077      @result{} (lambda (x) (* x x))
1078 @end example
1080 The @code{lambda} form has one other effect: it tells the Emacs
1081 evaluator and byte-compiler that its argument is a function, by using
1082 @code{function} as a subroutine (see below).
1083 @end defmac
1085 @defspec function function-object
1086 @cindex function quoting
1087 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
1088 In this, it is similar to @code{quote} (@pxref{Quoting}).  But unlike
1089 @code{quote}, it also serves as a note to the Emacs evaluator and
1090 byte-compiler that @var{function-object} is intended to be used as a
1091 function.  Assuming @var{function-object} is a valid lambda
1092 expression, this has two effects:
1094 @itemize
1095 @item
1096 When the code is byte-compiled, @var{function-object} is compiled into
1097 a byte-code function object (@pxref{Byte Compilation}).
1099 @item
1100 When lexical binding is enabled, @var{function-object} is converted
1101 into a closure.  @xref{Closures}.
1102 @end itemize
1103 @end defspec
1105 @cindex @samp{#'} syntax
1106 The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
1107 The following forms are all equivalent:
1109 @example
1110 (lambda (x) (* x x))
1111 (function (lambda (x) (* x x)))
1112 #'(lambda (x) (* x x))
1113 @end example
1115   In the following example, we define a @code{change-property}
1116 function that takes a function as its third argument, followed by a
1117 @code{double-property} function that makes use of
1118 @code{change-property} by passing it an anonymous function:
1120 @example
1121 @group
1122 (defun change-property (symbol prop function)
1123   (let ((value (get symbol prop)))
1124     (put symbol prop (funcall function value))))
1125 @end group
1127 @group
1128 (defun double-property (symbol prop)
1129   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
1130 @end group
1131 @end example
1133 @noindent
1134 Note that we do not quote the @code{lambda} form.
1136   If you compile the above code, the anonymous function is also
1137 compiled.  This would not happen if, say, you had constructed the
1138 anonymous function by quoting it as a list:
1140 @c Do not unquote this lambda!
1141 @example
1142 @group
1143 (defun double-property (symbol prop)
1144   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
1145 @end group
1146 @end example
1148 @noindent
1149 In that case, the anonymous function is kept as a lambda expression in
1150 the compiled code.  The byte-compiler cannot assume this list is a
1151 function, even though it looks like one, since it does not know that
1152 @code{change-property} intends to use it as a function.
1154 @node Generic Functions
1155 @section Generic Functions
1156 @cindex generic functions
1157 @cindex polymorphism
1159   Functions defined using @code{defun} have a hard-coded set of
1160 assumptions about the types and expected values of their arguments.
1161 For example, a function that was designed to handle values of its
1162 argument that are either numbers or lists of numbers will fail or
1163 signal an error if called with a value of any other type, such as a
1164 vector or a string.  This happens because the implementation of the
1165 function is not prepared to deal with types other than those assumed
1166 during the design.
1168   By contrast, object-oriented programs use @dfn{polymorphic
1169 functions}: a set of specialized functions having the same name, each
1170 one of which was written for a certain specific set of argument types.
1171 Which of the functions is actually called is decided at run time based
1172 on the types of the actual arguments.
1174 @cindex CLOS
1175   Emacs provides support for polymorphism.  Like other Lisp
1176 environments, notably Common Lisp and its Common Lisp Object System
1177 (@acronym{CLOS}), this support is based on @dfn{generic functions}.
1178 The Emacs generic functions closely follow @acronym{CLOS}, including
1179 use of similar names, so if you have experience with @acronym{CLOS},
1180 the rest of this section will sound very familiar.
1182   A generic function specifies an abstract operation, by defining its
1183 name and list of arguments, but (usually) no implementation.  The
1184 actual implementation for several specific classes of arguments is
1185 provided by @dfn{methods}, which should be defined separately.  Each
1186 method that implements a generic function has the same name as the
1187 generic function, but the method's definition indicates what kinds of
1188 arguments it can handle by @dfn{specializing} the arguments defined by
1189 the generic function.  These @dfn{argument specializers} can be more
1190 or less specific; for example, a @code{string} type is more specific
1191 than a more general type, such as @code{sequence}.
1193   Note that, unlike in message-based OO languages, such as C@t{++} and
1194 Simula, methods that implement generic functions don't belong to a
1195 class, they belong to the generic function they implement.
1197   When a generic function is invoked, it selects the applicable
1198 methods by comparing the actual arguments passed by the caller with
1199 the argument specializers of each method.  A method is applicable if
1200 the actual arguments of the call are compatible with the method's
1201 specializers.  If more than one method is applicable, they are
1202 combined using certain rules, described below, and the combination
1203 then handles the call.
1205 @defmac cl-defgeneric name arguments [documentation] [options-and-methods@dots{}] &rest body
1206 This macro defines a generic function with the specified @var{name}
1207 and @var{arguments}.  If @var{body} is present, it provides the
1208 default implementation.  If @var{documentation} is present (it should
1209 always be), it specifies the documentation string for the generic
1210 function, in the form @code{(:documentation @var{docstring})}.  The
1211 optional @var{options-and-methods} can be one of the following forms:
1213 @table @code
1214 @item (declare @var{declarations})
1215 A declare form, as described in @ref{Declare Form}.
1216 @item (:argument-precedence-order &rest @var{args})
1217 This form affects the sorting order for combining applicable methods.
1218 Normally, when two methods are compared during combination, method
1219 arguments are examined left to right, and the first method whose
1220 argument specializer is more specific will come before the other one.
1221 The order defined by this form overrides that, and the arguments are
1222 examined according to their order in this form, and not left to right.
1223 @item (:method [@var{qualifiers}@dots{}] args &rest body)
1224 This form defines a method like @code{cl-defmethod} does.
1225 @end table
1226 @end defmac
1228 @defmac cl-defmethod name [qualifier] arguments &rest [docstring] body
1229 This macro defines a particular implementation for the generic
1230 function called @var{name}.  The implementation code is given by
1231 @var{body}.  If present, @var{docstring} is the documentation string
1232 for the method.  The @var{arguments} list, which must be identical in
1233 all the methods that implement a generic function, and must match the
1234 argument list of that function, provides argument specializers of the
1235 form @code{(@var{arg} @var{spec})}, where @var{arg} is the argument
1236 name as specified in the @code{cl-defgeneric} call, and @var{spec} is
1237 one of the following specializer forms:
1239 @table @code
1240 @item @var{type}
1241 This specializer requires the argument to be of the given @var{type},
1242 one of the types from the type hierarchy described below.
1243 @item (eql @var{object})
1244 This specializer requires the argument be @code{eql} to the given
1245 @var{object}.
1246 @item (head @var{object})
1247 The argument must be a cons cell whose @code{car} is @code{eql} to
1248 @var{object}.
1249 @item @var{struct-tag}
1250 The argument must be an instance of a class named @var{struct-tag}
1251 defined with @code{cl-defstruct} (@pxref{Structures,,, cl, Common Lisp
1252 Extensions for GNU Emacs Lisp}), or of one of its parent classes.
1253 @end table
1255 Alternatively, the argument specializer can be of the form
1256 @code{&context (@var{expr} @var{spec})}, in which case the value of
1257 @var{expr} must be compatible with the specializer provided by
1258 @var{spec}; @var{spec} can be any of the forms described above.  In
1259 other words, this form of specializer uses the value of @var{expr}
1260 instead of arguments for the decision whether the method is
1261 applicable.  For example, @code{&context (overwrite-mode (eql t))}
1262 will make the method compatible only when @code{overwrite-mode} is
1263 turned on.
1265 The type specializer, @code{(@var{arg} @var{type})}, can specify one
1266 of the @dfn{system types} in the following list.  When a parent type
1267 is specified, an argument whose type is any of its more specific child
1268 types, as well as grand-children, grand-grand-children, etc. will also
1269 be compatible.
1271 @table @code
1272 @item integer
1273 Parent type: @code{number}.
1274 @item number
1275 @item null
1276 Parent type: @code{symbol}
1277 @item symbol
1278 @item string
1279 Parent type: @code{array}.
1280 @item array
1281 Parent type: @code{sequence}.
1282 @item cons
1283 Parent type: @code{list}.
1284 @item list
1285 Parent type: @code{sequence}.
1286 @item marker
1287 @item overlay
1288 @item float
1289 Parent type: @code{number}.
1290 @item window-configuration
1291 @item process
1292 @item window
1293 @item subr
1294 @item compiled-function
1295 @item buffer
1296 @item char-table
1297 Parent type: @code{array}.
1298 @item bool-vector
1299 Parent type: @code{array}.
1300 @item vector
1301 Parent type: @code{array}.
1302 @item frame
1303 @item hash-table
1304 @item font-spec
1305 @item font-entity
1306 @item font-object
1307 @end table
1309 The optional @var{qualifier} allows combining several applicable
1310 methods.  If it is not present, the defined method is a @dfn{primary}
1311 method, responsible for providing the primary implementation of the
1312 generic function for the specialized arguments.  You can also define
1313 @dfn{auxiliary methods}, by using one of the following values as
1314 @var{qualifier}:
1316 @table @code
1317 @item :before
1318 This auxiliary method will run before the primary method.  More
1319 accurately, all the @code{:before} methods will run before the
1320 primary, in the most-specific-first order.
1321 @item :after
1322 This auxiliary method will run after the primary method.  More
1323 accurately, all such methods will run after the primary, in the
1324 most-specific-last order.
1325 @item :around
1326 This auxiliary method will run @emph{instead} of the primary method.
1327 The most specific of such methods will be run before any other method.
1328 Such methods normally use @code{cl-call-next-method}, described below,
1329 to invoke the other auxiliary or primary methods.
1330 @item :extra @var{string}
1331 This allows you to add more methods, distinguished by @var{string},
1332 for the same specializers and qualifiers.
1333 @end table
1334 @end defmac
1336 @cindex dispatch of methods for generic function
1337 @cindex multiple-dispatch methods
1338 Each time a generic function is called, it builds the @dfn{effective
1339 method} which will handle this invocation by combining the applicable
1340 methods defined for the function.  The process of finding the
1341 applicable methods and producing the effective method is called
1342 @dfn{dispatch}.  The applicable methods are those all of whose
1343 specializers are compatible with the actual arguments of the call.
1344 Since all of the arguments must be compatible with the specializers,
1345 they all determine whether a method is applicable.  Methods that
1346 explicitly specialize more than one argument are called
1347 @dfn{multiple-dispatch methods}.
1349 The applicable methods are sorted into the order in which they will be
1350 combined.  The method whose left-most argument specializer is the most
1351 specific one will come first in the order.  (Specifying
1352 @code{:argument-precedence-order} as part of @code{cl-defmethod}
1353 overrides that, as described above.)  If the method body calls
1354 @code{cl-call-next-method}, the next most-specific method will run.
1355 If there are applicable @code{:around} methods, the most-specific of
1356 them will run first; it should call @code{cl-call-next-method} to run
1357 any of the less specific @code{:around} methods.  Next, the
1358 @code{:before} methods run in the order of their specificity, followed
1359 by the primary method, and lastly the @code{:after} methods in the
1360 reverse order of their specificity.
1362 @defun cl-call-next-method &rest args
1363 When invoked from within the lexical body of a primary or an
1364 @code{:around} auxiliary method, call the next applicable method for
1365 the same generic function.  Normally, it is called with no arguments,
1366 which means to call the next applicable method with the same arguments
1367 that the calling method was invoked.  Otherwise, the specified
1368 arguments are used instead.
1369 @end defun
1371 @defun cl-next-method-p
1372 This function, when called from within the lexical body of a primary
1373 or an @code{:around} auxiliary method, returns non-@code{nil} if there
1374 is a next method to call.
1375 @end defun
1378 @node Function Cells
1379 @section Accessing Function Cell Contents
1381   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
1382 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
1383 and set the function cell of symbols.
1385   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
1386 indirect-function}.
1388 @defun symbol-function symbol
1389 @kindex void-function
1390 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  It does
1391 not check that the returned object is a legitimate function.
1393 If the function cell is void, the return value is @code{nil}.  To
1394 distinguish between a function cell that is void and one set to
1395 @code{nil}, use @code{fboundp} (see below).
1397 @example
1398 @group
1399 (defun bar (n) (+ n 2))
1400 (symbol-function 'bar)
1401      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1402 @end group
1403 @group
1404 (fset 'baz 'bar)
1405      @result{} bar
1406 @end group
1407 @group
1408 (symbol-function 'baz)
1409      @result{} bar
1410 @end group
1411 @end example
1412 @end defun
1414 @cindex void function cell
1415   If you have never given a symbol any function definition, we say
1416 that that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the
1417 function cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call
1418 the symbol as a function, Emacs signals a @code{void-function} error.
1420   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1421 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1422 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1423 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1424 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1426   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1427 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1428 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1430 @defun fboundp symbol
1431 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1432 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1433 is a legitimate function.
1434 @end defun
1436 @defun fmakunbound symbol
1437 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1438 subsequent attempt to access this cell will cause a
1439 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1440 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1442 @example
1443 @group
1444 (defun foo (x) x)
1445 (foo 1)
1446      @result{}1
1447 @end group
1448 @group
1449 (fmakunbound 'foo)
1450      @result{} foo
1451 @end group
1452 @group
1453 (foo 1)
1454 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1455 @end group
1456 @end example
1457 @end defun
1459 @defun fset symbol definition
1460 This function stores @var{definition} in the function cell of
1461 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1462 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1463 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1464 argument.
1466 The primary use of this function is as a subroutine by constructs that define
1467 or alter functions, like @code{defun} or @code{advice-add} (@pxref{Advising
1468 Functions}).  You can also use it to give a symbol a function definition that
1469 is not a function, e.g., a keyboard macro (@pxref{Keyboard Macros}):
1471 @example
1472 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1473 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1474      @result{} "\^u2\^k"
1475 @end example
1477 It you wish to use @code{fset} to make an alternate name for a
1478 function, consider using @code{defalias} instead.  @xref{Definition of
1479 defalias}.
1480 @end defun
1482 @node Closures
1483 @section Closures
1485   As explained in @ref{Variable Scoping}, Emacs can optionally enable
1486 lexical binding of variables.  When lexical binding is enabled, any
1487 named function that you create (e.g., with @code{defun}), as well as
1488 any anonymous function that you create using the @code{lambda} macro
1489 or the @code{function} special form or the @code{#'} syntax
1490 (@pxref{Anonymous Functions}), is automatically converted into a
1491 @dfn{closure}.
1493 @cindex closure
1494   A closure is a function that also carries a record of the lexical
1495 environment that existed when the function was defined.  When it is
1496 invoked, any lexical variable references within its definition use the
1497 retained lexical environment.  In all other respects, closures behave
1498 much like ordinary functions; in particular, they can be called in the
1499 same way as ordinary functions.
1501   @xref{Lexical Binding}, for an example of using a closure.
1503   Currently, an Emacs Lisp closure object is represented by a list
1504 with the symbol @code{closure} as the first element, a list
1505 representing the lexical environment as the second element, and the
1506 argument list and body forms as the remaining elements:
1508 @example
1509 ;; @r{lexical binding is enabled.}
1510 (lambda (x) (* x x))
1511      @result{} (closure (t) (x) (* x x))
1512 @end example
1514 @noindent
1515 However, the fact that the internal structure of a closure is
1516 exposed to the rest of the Lisp world is considered an internal
1517 implementation detail.  For this reason, we recommend against directly
1518 examining or altering the structure of closure objects.
1520 @node Advising Functions
1521 @section Advising Emacs Lisp Functions
1522 @cindex advising functions
1523 @cindex piece of advice
1525 When you need to modify a function defined in another library, or when you need
1526 to modify a hook like @code{@var{foo}-function}, a process filter, or basically
1527 any variable or object field which holds a function value, you can use the
1528 appropriate setter function, such as @code{fset} or @code{defun} for named
1529 functions, @code{setq} for hook variables, or @code{set-process-filter} for
1530 process filters, but those are often too blunt, completely throwing away the
1531 previous value.
1533   The @dfn{advice} feature lets you add to the existing definition of
1534 a function, by @dfn{advising the function}.  This is a cleaner method
1535 than redefining the whole function.
1537 Emacs's advice system provides two sets of primitives for that: the core set,
1538 for function values held in variables and object fields (with the corresponding
1539 primitives being @code{add-function} and @code{remove-function}) and another
1540 set layered on top of it for named functions (with the main primitives being
1541 @code{advice-add} and @code{advice-remove}).
1543 For example, in order to trace the calls to the process filter of a process
1544 @var{proc}, you could use:
1546 @example
1547 (defun my-tracing-function (proc string)
1548   (message "Proc %S received %S" proc string))
1550 (add-function :before (process-filter @var{proc}) #'my-tracing-function)
1551 @end example
1553 This will cause the process's output to be passed to @code{my-tracing-function}
1554 before being passed to the original process filter.  @code{my-tracing-function}
1555 receives the same arguments as the original function.  When you're done with
1556 it, you can revert to the untraced behavior with:
1558 @example
1559 (remove-function (process-filter @var{proc}) #'my-tracing-function)
1560 @end example
1562 Similarly, if you want to trace the execution of the function named
1563 @code{display-buffer}, you could use:
1565 @example
1566 (defun his-tracing-function (orig-fun &rest args)
1567   (message "display-buffer called with args %S" args)
1568   (let ((res (apply orig-fun args)))
1569     (message "display-buffer returned %S" res)
1570     res))
1572 (advice-add 'display-buffer :around #'his-tracing-function)
1573 @end example
1575 Here, @code{his-tracing-function} is called instead of the original function
1576 and receives the original function (additionally to that function's arguments)
1577 as argument, so it can call it if and when it needs to.
1578 When you're tired of seeing this output, you can revert to the untraced
1579 behavior with:
1581 @example
1582 (advice-remove 'display-buffer #'his-tracing-function)
1583 @end example
1585 The arguments @code{:before} and @code{:around} used in the above examples
1586 specify how the two functions are composed, since there are many different
1587 ways to do it.  The added function is also called a piece of @emph{advice}.
1589 @menu
1590 * Core Advising Primitives::    Primitives to manipulate advice.
1591 * Advising Named Functions::    Advising named functions.
1592 * Advice combinators::          Ways to compose advice.
1593 * Porting old advice::          Adapting code using the old defadvice.
1594 @end menu
1596 @node Core Advising Primitives
1597 @subsection Primitives to manipulate advices
1598 @cindex advice, add and remove
1600 @defmac add-function where place function &optional props
1601 This macro is the handy way to add the advice @var{function} to the function
1602 stored in @var{place} (@pxref{Generalized Variables}).
1604 @var{where} determines how @var{function} is composed with the
1605 existing function, e.g., whether @var{function} should be called before, or
1606 after the original function.  @xref{Advice combinators}, for the list of
1607 available ways to compose the two functions.
1609 When modifying a variable (whose name will usually end with @code{-function}),
1610 you can choose whether @var{function} is used globally or only in the current
1611 buffer: if @var{place} is just a symbol, then @var{function} is added to the
1612 global value of @var{place}.  Whereas if @var{place} is of the form
1613 @code{(local @var{symbol})}, where @var{symbol} is an expression which returns
1614 the variable name, then @var{function} will only be added in the
1615 current buffer.  Finally, if you want to modify a lexical variable, you will
1616 have to use @code{(var @var{variable})}.
1618 Every function added with @code{add-function} can be accompanied by an
1619 association list of properties @var{props}.  Currently only two of those
1620 properties have a special meaning:
1622 @table @code
1623 @item name
1624 This gives a name to the advice, which @code{remove-function} can use to
1625 identify which function to remove.  Typically used when @var{function} is an
1626 anonymous function.
1628 @item depth
1629 This specifies how to order the advice, should several pieces of
1630 advice be present.  By default, the depth is 0.  A depth of 100
1631 indicates that this piece of advice should be kept as deep as
1632 possible, whereas a depth of -100 indicates that it should stay as the
1633 outermost piece.  When two pieces of advice specify the same depth,
1634 the most recently added one will be outermost.
1636 For @code{:before} advice, being outermost means that this advice will
1637 be run first, before any other advice, whereas being innermost means
1638 that it will run right before the original function, with no other
1639 advice run between itself and the original function.  Similarly, for
1640 @code{:after} advice innermost means that it will run right after the
1641 original function, with no other advice run in between, whereas
1642 outermost means that it will be run right at the end after all other
1643 advice.  An innermost @code{:override} piece of advice will only
1644 override the original function and other pieces of advice will apply
1645 to it, whereas an outermost @code{:override} piece of advice will
1646 override not only the original function but all other advice applied
1647 to it as well.
1648 @end table
1650 If @var{function} is not interactive, then the combined function will inherit
1651 the interactive spec, if any, of the original function.  Else, the combined
1652 function will be interactive and will use the interactive spec of
1653 @var{function}.  One exception: if the interactive spec of @var{function}
1654 is a function (rather than an expression or a string), then the interactive
1655 spec of the combined function will be a call to that function with as sole
1656 argument the interactive spec of the original function.  To interpret the spec
1657 received as argument, use @code{advice-eval-interactive-spec}.
1659 Note: The interactive spec of @var{function} will apply to the combined
1660 function and should hence obey the calling convention of the combined function
1661 rather than that of @var{function}.  In many cases, it makes no difference
1662 since they are identical, but it does matter for @code{:around},
1663 @code{:filter-args}, and @code{filter-return}, where @var{function}.
1664 @end defmac
1666 @defmac remove-function place function
1667 This macro removes @var{function} from the function stored in
1668 @var{place}.  This only works if @var{function} was added to @var{place}
1669 using @code{add-function}.
1671 @var{function} is compared with functions added to @var{place} using
1672 @code{equal}, to try and make it work also with lambda expressions.  It is
1673 additionally compared also with the @code{name} property of the functions added
1674 to @var{place}, which can be more reliable than comparing lambda expressions
1675 using @code{equal}.
1676 @end defmac
1678 @defun advice-function-member-p advice function-def
1679 Return non-@code{nil} if @var{advice} is already in @var{function-def}.
1680 Like for @code{remove-function} above, instead of @var{advice} being the actual
1681 function, it can also be the @code{name} of the piece of advice.
1682 @end defun
1684 @defun advice-function-mapc f function-def
1685 Call the function @var{f} for every piece of advice that was added to
1686 @var{function-def}.  @var{f} is called with two arguments: the advice function
1687 and its properties.
1688 @end defun
1690 @defun advice-eval-interactive-spec spec
1691 Evaluate the interactive @var{spec} just like an interactive call to a function
1692 with such a spec would, and then return the corresponding list of arguments
1693 that was built.  E.g., @code{(advice-eval-interactive-spec "r\nP")} will
1694 return a list of three elements, containing the boundaries of the region and
1695 the current prefix argument.
1696 @end defun
1698 @node Advising Named Functions
1699 @subsection Advising Named Functions
1700 @cindex advising named functions
1702 A common use of advice is for named functions and macros.
1703 You could just use @code{add-function} as in:
1705 @example
1706 (add-function :around (symbol-function '@var{fun}) #'his-tracing-function)
1707 @end example
1709   But you should use @code{advice-add} and @code{advice-remove} for that
1710 instead.  This separate set of functions to manipulate pieces of advice applied
1711 to named functions, offers the following extra features compared to
1712 @code{add-function}: they know how to deal with macros and autoloaded
1713 functions, they let @code{describe-function} preserve the original docstring as
1714 well as document the added advice, and they let you add and remove advice
1715 before a function is even defined.
1717   @code{advice-add} can be useful for altering the behavior of existing calls
1718 to an existing function without having to redefine the whole function.
1719 However, it can be a source of bugs, since existing callers to the function may
1720 assume the old behavior, and work incorrectly when the behavior is changed by
1721 advice.  Advice can also cause confusion in debugging, if the person doing the
1722 debugging does not notice or remember that the function has been modified
1723 by advice.
1725   For these reasons, advice should be reserved for the cases where you
1726 cannot modify a function's behavior in any other way.  If it is
1727 possible to do the same thing via a hook, that is preferable
1728 (@pxref{Hooks}).  If you simply want to change what a particular key
1729 does, it may be better to write a new command, and remap the old
1730 command's key bindings to the new one (@pxref{Remapping Commands}).
1731 In particular, Emacs's own source files should not put advice on
1732 functions in Emacs.  (There are currently a few exceptions to this
1733 convention, but we aim to correct them.)
1735   Special forms (@pxref{Special Forms}) cannot be advised, however macros can
1736 be advised, in much the same way as functions.  Of course, this will not affect
1737 code that has already been macro-expanded, so you need to make sure the advice
1738 is installed before the macro is expanded.
1740   It is possible to advise a primitive (@pxref{What Is a Function}),
1741 but one should typically @emph{not} do so, for two reasons.  Firstly,
1742 some primitives are used by the advice mechanism, and advising them
1743 could cause an infinite recursion.  Secondly, many primitives are
1744 called directly from C, and such calls ignore advice; hence, one ends
1745 up in a confusing situation where some calls (occurring from Lisp
1746 code) obey the advice and other calls (from C code) do not.
1748 @defmac define-advice symbol (where lambda-list &optional name depth) &rest body
1749 This macro defines a piece of advice and adds it to the function named
1750 @var{symbol}.  The advice is an anonymous function if @var{name} is
1751 nil or a function named @code{symbol@@name}.  See @code{advice-add}
1752 for explanation of other arguments.
1753 @end defmac
1755 @defun advice-add symbol where function &optional props
1756 Add the advice @var{function} to the named function @var{symbol}.
1757 @var{where} and @var{props} have the same meaning as for @code{add-function}
1758 (@pxref{Core Advising Primitives}).
1759 @end defun
1761 @defun advice-remove symbol function
1762 Remove the advice @var{function} from the named function @var{symbol}.
1763 @var{function} can also be the @code{name} of a piece of advice.
1764 @end defun
1766 @defun advice-member-p function symbol
1767 Return non-@code{nil} if the advice @var{function} is already in the named
1768 function @var{symbol}.  @var{function} can also be the @code{name} of
1769 a piece of advice.
1770 @end defun
1772 @defun advice-mapc function symbol
1773 Call @var{function} for every piece of advice that was added to the
1774 named function @var{symbol}.  @var{function} is called with two
1775 arguments: the advice function and its properties.
1776 @end defun
1778 @node Advice combinators
1779 @subsection Ways to compose advice
1781 Here are the different possible values for the @var{where} argument of
1782 @code{add-function} and @code{advice-add}, specifying how the advice
1783 @var{function} and the original function should be composed.
1785 @table @code
1786 @item :before
1787 Call @var{function} before the old function.  Both functions receive the
1788 same arguments, and the return value of the composition is the return value of
1789 the old function.  More specifically, the composition of the two functions
1790 behaves like:
1791 @example
1792 (lambda (&rest r) (apply @var{function} r) (apply @var{oldfun} r))
1793 @end example
1794 @code{(add-function :before @var{funvar} @var{function})} is comparable for
1795 single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function})} for
1796 normal hooks.
1798 @item :after
1799 Call @var{function} after the old function.  Both functions receive the
1800 same arguments, and the return value of the composition is the return value of
1801 the old function.  More specifically, the composition of the two functions
1802 behaves like:
1803 @example
1804 (lambda (&rest r) (prog1 (apply @var{oldfun} r) (apply @var{function} r)))
1805 @end example
1806 @code{(add-function :after @var{funvar} @var{function})} is comparable for
1807 single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function}
1808 'append)} for normal hooks.
1810 @item :override
1811 This completely replaces the old function with the new one.  The old function
1812 can of course be recovered if you later call @code{remove-function}.
1814 @item :around
1815 Call @var{function} instead of the old function, but provide the old function
1816 as an extra argument to @var{function}.  This is the most flexible composition.
1817 For example, it lets you call the old function with different arguments, or
1818 many times, or within a let-binding, or you can sometimes delegate the work to
1819 the old function and sometimes override it completely.  More specifically, the
1820 composition of the two functions behaves like:
1821 @example
1822 (lambda (&rest r) (apply @var{function} @var{oldfun} r))
1823 @end example
1825 @item :before-while
1826 Call @var{function} before the old function and don't call the old
1827 function if @var{function} returns @code{nil}.  Both functions receive the
1828 same arguments, and the return value of the composition is the return value of
1829 the old function.  More specifically, the composition of the two functions
1830 behaves like:
1831 @example
1832 (lambda (&rest r) (and (apply @var{function} r) (apply @var{oldfun} r)))
1833 @end example
1834 @code{(add-function :before-while @var{funvar} @var{function})} is comparable
1835 for single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function})}
1836 when @var{hookvar} is run via @code{run-hook-with-args-until-failure}.
1838 @item :before-until
1839 Call @var{function} before the old function and only call the old function if
1840 @var{function} returns @code{nil}.  More specifically, the composition of the
1841 two functions behaves like:
1842 @example
1843 (lambda (&rest r) (or (apply @var{function} r) (apply @var{oldfun} r)))
1844 @end example
1845 @code{(add-function :before-until @var{funvar} @var{function})} is comparable
1846 for single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function})}
1847 when @var{hookvar} is run via @code{run-hook-with-args-until-success}.
1849 @item :after-while
1850 Call @var{function} after the old function and only if the old function
1851 returned non-@code{nil}.  Both functions receive the same arguments, and the
1852 return value of the composition is the return value of @var{function}.
1853 More specifically, the composition of the two functions behaves like:
1854 @example
1855 (lambda (&rest r) (and (apply @var{oldfun} r) (apply @var{function} r)))
1856 @end example
1857 @code{(add-function :after-while @var{funvar} @var{function})} is comparable
1858 for single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function}
1859 'append)} when @var{hookvar} is run via
1860 @code{run-hook-with-args-until-failure}.
1862 @item :after-until
1863 Call @var{function} after the old function and only if the old function
1864 returned @code{nil}.  More specifically, the composition of the two functions
1865 behaves like:
1866 @example
1867 (lambda (&rest r) (or  (apply @var{oldfun} r) (apply @var{function} r)))
1868 @end example
1869 @code{(add-function :after-until @var{funvar} @var{function})} is comparable
1870 for single-function hooks to @code{(add-hook '@var{hookvar} @var{function}
1871 'append)} when @var{hookvar} is run via
1872 @code{run-hook-with-args-until-success}.
1874 @item :filter-args
1875 Call @var{function} first and use the result (which should be a list) as the
1876 new arguments to pass to the old function.  More specifically, the composition
1877 of the two functions behaves like:
1878 @example
1879 (lambda (&rest r) (apply @var{oldfun} (funcall @var{function} r)))
1880 @end example
1882 @item :filter-return
1883 Call the old function first and pass the result to @var{function}.
1884 More specifically, the composition of the two functions behaves like:
1885 @example
1886 (lambda (&rest r) (funcall @var{function} (apply @var{oldfun} r)))
1887 @end example
1888 @end table
1891 @node Porting old advice
1892 @subsection Adapting code using the old defadvice
1893 @cindex old advices, porting
1894 @c NB: The following index entries deliberately avoid ``old'',
1895 @c an adjective that does not come to mind for those who grew up
1896 @c on ‘defadvice’ et al.  For those folks, that way is ``current''.
1897 @c They discover its oldness reading this node.
1898 @cindex advices, porting from @code{defadvice}
1899 @findex defadvice
1900 @findex ad-activate
1902 A lot of code uses the old @code{defadvice} mechanism, which is largely made
1903 obsolete by the new @code{advice-add}, whose implementation and semantics is
1904 significantly simpler.
1906 An old piece of advice such as:
1908 @example
1909 (defadvice previous-line (before next-line-at-end
1910                                  (&optional arg try-vscroll))
1911   "Insert an empty line when moving up from the top line."
1912   (if (and next-line-add-newlines (= arg 1)
1913            (save-excursion (beginning-of-line) (bobp)))
1914       (progn
1915         (beginning-of-line)
1916         (newline))))
1917 @end example
1919 could be translated in the new advice mechanism into a plain function:
1921 @example
1922 (defun previous-line--next-line-at-end (&optional arg try-vscroll)
1923   "Insert an empty line when moving up from the top line."
1924   (if (and next-line-add-newlines (= arg 1)
1925            (save-excursion (beginning-of-line) (bobp)))
1926       (progn
1927         (beginning-of-line)
1928         (newline))))
1929 @end example
1931 Obviously, this does not actually modify @code{previous-line}.  For that the
1932 old advice needed:
1933 @example
1934 (ad-activate 'previous-line)
1935 @end example
1936 whereas the new advice mechanism needs:
1937 @example
1938 (advice-add 'previous-line :before #'previous-line--next-line-at-end)
1939 @end example
1941 Note that @code{ad-activate} had a global effect: it activated all pieces of
1942 advice enabled for that specified function.  If you wanted to only activate or
1943 deactivate a particular piece, you needed to @emph{enable} or @emph{disable}
1944 it with @code{ad-enable-advice} and @code{ad-disable-advice}.
1945 The new mechanism does away with this distinction.
1947 Around advice such as:
1949 @example
1950 (defadvice foo (around foo-around)
1951   "Ignore case in `foo'."
1952   (let ((case-fold-search t))
1953     ad-do-it))
1954 (ad-activate 'foo)
1955 @end example
1957 could translate into:
1959 @example
1960 (defun foo--foo-around (orig-fun &rest args)
1961   "Ignore case in `foo'."
1962   (let ((case-fold-search t))
1963     (apply orig-fun args)))
1964 (advice-add 'foo :around #'foo--foo-around)
1965 @end example
1967 Regarding the advice's @emph{class}, note that the new @code{:before} is not
1968 quite equivalent to the old @code{before}, because in the old advice you could
1969 modify the function's arguments (e.g., with @code{ad-set-arg}), and that would
1970 affect the argument values seen by the original function, whereas in the new
1971 @code{:before}, modifying an argument via @code{setq} in the advice has no
1972 effect on the arguments seen by the original function.
1973 When porting @code{before} advice which relied on this behavior, you'll need
1974 to turn it into new @code{:around} or @code{:filter-args} advice instead.
1976 Similarly old @code{after} advice could modify the returned value by
1977 changing @code{ad-return-value}, whereas new @code{:after} advice cannot, so
1978 when porting such old @code{after} advice, you'll need to turn it into new
1979 @code{:around} or @code{:filter-return} advice instead.
1981 @node Obsolete Functions
1982 @section Declaring Functions Obsolete
1983 @cindex obsolete functions
1985   You can mark a named function as @dfn{obsolete}, meaning that it may
1986 be removed at some point in the future.  This causes Emacs to warn
1987 that the function is obsolete whenever it byte-compiles code
1988 containing that function, and whenever it displays the documentation
1989 for that function.  In all other respects, an obsolete function
1990 behaves like any other function.
1992   The easiest way to mark a function as obsolete is to put a
1993 @code{(declare (obsolete @dots{}))} form in the function's
1994 @code{defun} definition.  @xref{Declare Form}.  Alternatively, you can
1995 use the @code{make-obsolete} function, described below.
1997   A macro (@pxref{Macros}) can also be marked obsolete with
1998 @code{make-obsolete}; this has the same effects as for a function.  An
1999 alias for a function or macro can also be marked as obsolete; this
2000 makes the alias itself obsolete, not the function or macro which it
2001 resolves to.
2003 @defun make-obsolete obsolete-name current-name &optional when
2004 This function marks @var{obsolete-name} as obsolete.
2005 @var{obsolete-name} should be a symbol naming a function or macro, or
2006 an alias for a function or macro.
2008 If @var{current-name} is a symbol, the warning message says to use
2009 @var{current-name} instead of @var{obsolete-name}.  @var{current-name}
2010 does not need to be an alias for @var{obsolete-name}; it can be a
2011 different function with similar functionality.  @var{current-name} can
2012 also be a string, which serves as the warning message.  The message
2013 should begin in lower case, and end with a period.  It can also be
2014 @code{nil}, in which case the warning message provides no additional
2015 details.
2017 If provided, @var{when} should be a string indicating when the function
2018 was first made obsolete---for example, a date or a release number.
2019 @end defun
2021 @defmac define-obsolete-function-alias obsolete-name current-name &optional when doc
2022 This convenience macro marks the function @var{obsolete-name} obsolete
2023 and also defines it as an alias for the function @var{current-name}.
2024 It is equivalent to the following:
2026 @example
2027 (defalias @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{doc})
2028 (make-obsolete @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{when})
2029 @end example
2030 @end defmac
2032 In addition, you can mark a certain a particular calling convention
2033 for a function as obsolete:
2035 @defun set-advertised-calling-convention function signature when
2036 This function specifies the argument list @var{signature} as the
2037 correct way to call @var{function}.  This causes the Emacs byte
2038 compiler to issue a warning whenever it comes across an Emacs Lisp
2039 program that calls @var{function} any other way (however, it will
2040 still allow the code to be byte compiled).  @var{when} should be a
2041 string indicating when the variable was first made obsolete (usually a
2042 version number string).
2044 For instance, in old versions of Emacs the @code{sit-for} function
2045 accepted three arguments, like this
2047 @example
2048   (sit-for seconds milliseconds nodisp)
2049 @end example
2051 However, calling @code{sit-for} this way is considered obsolete
2052 (@pxref{Waiting}).  The old calling convention is deprecated like
2053 this:
2055 @example
2056 (set-advertised-calling-convention
2057   'sit-for '(seconds &optional nodisp) "22.1")
2058 @end example
2059 @end defun
2061 @node Inline Functions
2062 @section Inline Functions
2063 @cindex inline functions
2065   An @dfn{inline function} is a function that works just like an
2066 ordinary function, except for one thing: when you byte-compile a call
2067 to the function (@pxref{Byte Compilation}), the function's definition
2068 is expanded into the caller.  To define an inline function, use
2069 @code{defsubst} instead of @code{defun}.
2071 @defmac defsubst name args [doc] [declare] [interactive] body@dots{}
2072 This macro defines an inline function.  Its syntax is exactly the same
2073 as @code{defun} (@pxref{Defining Functions}).
2074 @end defmac
2076   Making a function inline often makes its function calls run faster.
2077 But it also has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility;
2078 if you change the definition of the function, calls already inlined
2079 still use the old definition until you recompile them.
2081   Another disadvantage is that making a large function inline can
2082 increase the size of compiled code both in files and in memory.  Since
2083 the speed advantage of inline functions is greatest for small
2084 functions, you generally should not make large functions inline.
2086   Also, inline functions do not behave well with respect to debugging,
2087 tracing, and advising (@pxref{Advising Functions}).  Since ease of
2088 debugging and the flexibility of redefining functions are important
2089 features of Emacs, you should not make a function inline, even if it's
2090 small, unless its speed is really crucial, and you've timed the code
2091 to verify that using @code{defun} actually has performance problems.
2093   After an inline function is defined, its inline expansion can be
2094 performed later on in the same file, just like macros.
2096   It's possible to use @code{defsubst} to define a macro to expand
2097 into the same code that an inline function would execute
2098 (@pxref{Macros}).  But the macro would be limited to direct use in
2099 expressions---a macro cannot be called with @code{apply},
2100 @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to convert an
2101 ordinary function into a macro.  To convert it into an inline function
2102 is easy; just replace @code{defun} with @code{defsubst}.  Since each
2103 argument of an inline function is evaluated exactly once, you needn't
2104 worry about how many times the body uses the arguments, as you do for
2105 macros.
2107   As an alternative to @code{defsubst}, you can use
2108 @code{define-inline} to define functions via their exhaustive compiler
2109 macro.  @xref{Defining Functions, define-inline}.
2111 @node Declare Form
2112 @section The @code{declare} Form
2113 @findex declare
2115   @code{declare} is a special macro which can be used to add meta
2116 properties to a function or macro: for example, marking it as
2117 obsolete, or giving its forms a special @key{TAB} indentation
2118 convention in Emacs Lisp mode.
2120 @anchor{Definition of declare}
2121 @defmac declare specs@dots{}
2122 This macro ignores its arguments and evaluates to @code{nil}; it has
2123 no run-time effect.  However, when a @code{declare} form occurs in the
2124 @var{declare} argument of a @code{defun} or @code{defsubst} function
2125 definition (@pxref{Defining Functions}) or a @code{defmacro} macro
2126 definition (@pxref{Defining Macros}), it appends the properties
2127 specified by @var{specs} to the function or macro.  This work is
2128 specially performed by @code{defun}, @code{defsubst}, and
2129 @code{defmacro}.
2131 Each element in @var{specs} should have the form @code{(@var{property}
2132 @var{args}@dots{})}, which should not be quoted.  These have the
2133 following effects:
2135 @table @code
2136 @item (advertised-calling-convention @var{signature} @var{when})
2137 This acts like a call to @code{set-advertised-calling-convention}
2138 (@pxref{Obsolete Functions}); @var{signature} specifies the correct
2139 argument list for calling the function or macro, and @var{when} should
2140 be a string indicating when the old argument list was first made obsolete.
2142 @item (debug @var{edebug-form-spec})
2143 This is valid for macros only.  When stepping through the macro with
2144 Edebug, use @var{edebug-form-spec}.  @xref{Instrumenting Macro Calls}.
2146 @item (doc-string @var{n})
2147 This is used when defining a function or macro which itself will be used to
2148 define entities like functions, macros, or variables.  It indicates that
2149 the @var{n}th argument, if any, should be considered
2150 as a documentation string.
2152 @item (indent @var{indent-spec})
2153 Indent calls to this function or macro according to @var{indent-spec}.
2154 This is typically used for macros, though it works for functions too.
2155 @xref{Indenting Macros}.
2157 @item (interactive-only @var{value})
2158 Set the function's @code{interactive-only} property to @var{value}.
2159 @xref{The interactive-only property}.
2161 @item (obsolete @var{current-name} @var{when})
2162 Mark the function or macro as obsolete, similar to a call to
2163 @code{make-obsolete} (@pxref{Obsolete Functions}).  @var{current-name}
2164 should be a symbol (in which case the warning message says to use that
2165 instead), a string (specifying the warning message), or @code{nil} (in
2166 which case the warning message gives no extra details).  @var{when}
2167 should be a string indicating when the function or macro was first
2168 made obsolete.
2170 @item (compiler-macro @var{expander})
2171 This can only be used for functions, and tells the compiler to use
2172 @var{expander} as an optimization function.  When encountering a call to the
2173 function, of the form @code{(@var{function} @var{args}@dots{})}, the macro
2174 expander will call @var{expander} with that form as well as with
2175 @var{args}@dots{}, and @var{expander} can either return a new expression to use
2176 instead of the function call, or it can return just the form unchanged,
2177 to indicate that the function call should be left alone.  @var{expander} can
2178 be a symbol, or it can be a form @code{(lambda (@var{arg}) @var{body})} in
2179 which case @var{arg} will hold the original function call expression, and the
2180 (unevaluated) arguments to the function can be accessed using the function's
2181 formal arguments.
2183 @item (gv-expander @var{expander})
2184 Declare @var{expander} to be the function to handle calls to the macro (or
2185 function) as a generalized variable, similarly to @code{gv-define-expander}.
2186 @var{expander} can be a symbol or it can be of the form @code{(lambda
2187 (@var{arg}) @var{body})} in which case that function will additionally have
2188 access to the macro (or function)'s arguments.
2190 @item (gv-setter @var{setter})
2191 Declare @var{setter} to be the function to handle calls to the macro (or
2192 function) as a generalized variable.  @var{setter} can be a symbol in which
2193 case it will be passed to @code{gv-define-simple-setter}, or it can be of the
2194 form @code{(lambda (@var{arg}) @var{body})} in which case that function will
2195 additionally have access to the macro (or function)'s arguments and it will
2196 passed to @code{gv-define-setter}.
2198 @end table
2200 @end defmac
2202 @node Declaring Functions
2203 @section Telling the Compiler that a Function is Defined
2204 @cindex function declaration
2205 @cindex declaring functions
2206 @findex declare-function
2208 Byte-compiling a file often produces warnings about functions that the
2209 compiler doesn't know about (@pxref{Compiler Errors}).  Sometimes this
2210 indicates a real problem, but usually the functions in question are
2211 defined in other files which would be loaded if that code is run.  For
2212 example, byte-compiling @file{simple.el} used to warn:
2214 @example
2215 simple.el:8727:1:Warning: the function ‘shell-mode’ is not known to be
2216     defined.
2217 @end example
2219 In fact, @code{shell-mode} is used only in a function that executes
2220 @code{(require 'shell)} before calling @code{shell-mode}, so
2221 @code{shell-mode} will be defined properly at run-time.  When you know
2222 that such a warning does not indicate a real problem, it is good to
2223 suppress the warning.  That makes new warnings which might mean real
2224 problems more visible.  You do that with @code{declare-function}.
2226 All you need to do is add a @code{declare-function} statement before the
2227 first use of the function in question:
2229 @example
2230 (declare-function shell-mode "shell" ())
2231 @end example
2233 This says that @code{shell-mode} is defined in @file{shell.el} (the
2234 @samp{.el} can be omitted).  The compiler takes for granted that that file
2235 really defines the function, and does not check.
2237   The optional third argument specifies the argument list of
2238 @code{shell-mode}.  In this case, it takes no arguments
2239 (@code{nil} is different from not specifying a value).  In other
2240 cases, this might be something like @code{(file &optional overwrite)}.
2241 You don't have to specify the argument list, but if you do the
2242 byte compiler can check that the calls match the declaration.
2244 @defmac declare-function function file &optional arglist fileonly
2245 Tell the byte compiler to assume that @var{function} is defined in the
2246 file @var{file}.  The optional third argument @var{arglist} is either
2247 @code{t}, meaning the argument list is unspecified, or a list of
2248 formal parameters in the same style as @code{defun}.  An omitted
2249 @var{arglist} defaults to @code{t}, not @code{nil}; this is atypical
2250 behavior for omitted arguments, and it means that to supply a fourth
2251 but not third argument one must specify @code{t} for the third-argument
2252 placeholder instead of the usual @code{nil}.  The optional fourth
2253 argument @var{fileonly} non-@code{nil} means check only that
2254 @var{file} exists, not that it actually defines @var{function}.
2255 @end defmac
2257   To verify that these functions really are declared where
2258 @code{declare-function} says they are, use @code{check-declare-file}
2259 to check all @code{declare-function} calls in one source file, or use
2260 @code{check-declare-directory} check all the files in and under a
2261 certain directory.
2263   These commands find the file that ought to contain a function's
2264 definition using @code{locate-library}; if that finds no file, they
2265 expand the definition file name relative to the directory of the file
2266 that contains the @code{declare-function} call.
2268   You can also say that a function is a primitive by specifying a file
2269 name ending in @samp{.c} or @samp{.m}.  This is useful only when you
2270 call a primitive that is defined only on certain systems.  Most
2271 primitives are always defined, so they will never give you a warning.
2273   Sometimes a file will optionally use functions from an external package.
2274 If you prefix the filename in the @code{declare-function} statement with
2275 @samp{ext:}, then it will be checked if it is found, otherwise skipped
2276 without error.
2278   There are some function definitions that @samp{check-declare} does not
2279 understand (e.g., @code{defstruct} and some other macros).  In such cases,
2280 you can pass a non-@code{nil} @var{fileonly} argument to
2281 @code{declare-function}, meaning to only check that the file exists, not
2282 that it actually defines the function.  Note that to do this without
2283 having to specify an argument list, you should set the @var{arglist}
2284 argument to @code{t} (because @code{nil} means an empty argument list, as
2285 opposed to an unspecified one).
2287 @node Function Safety
2288 @section Determining whether a Function is Safe to Call
2289 @cindex function safety
2290 @cindex safety of functions
2292 Some major modes, such as SES, call functions that are stored in user
2293 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES@.)  User
2294 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
2295 someone you've just met, or you can get one through email from someone
2296 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
2297 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
2299 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
2300 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
2301 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
2302 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
2303 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
2304 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
2305 list of buffer-local bindings.
2306 @end defun
2308 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
2309 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
2310 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
2311 expression.  However, a safe Lisp expression can return a string
2312 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
2313 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
2314 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
2315 must delete properties from all strings calculated by user code before
2316 inserting them into buffers.
2318 @ignore
2319 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
2320 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
2321 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
2322 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
2324 @table @dfn
2325 @item Safe expression
2326 @itemize
2327 @item
2328 An atom or quoted thing.
2329 @item
2330 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
2331 safe expressions.
2332 @item
2333 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
2334 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
2335 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
2336 safe.
2337 @item
2338 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
2339 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
2340 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
2341 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
2342 @item
2343 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
2344 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
2345 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
2346 bindings.
2347 @item
2348 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
2349 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
2350 @end itemize
2352 @item Safe function
2353 @itemize
2354 @item
2355 A lambda containing safe expressions.
2356 @item
2357 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
2358 @item
2359 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
2360 @item
2361 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  The
2362 value @code{t} indicates a function that is safe but has innocuous
2363 side effects.  Other values will someday indicate functions with
2364 classes of side effects that are not always safe.
2365 @end itemize
2367 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
2368 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
2369 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
2370 functions you write.
2371 @end table
2372 @end ignore
2374 @node Related Topics
2375 @section Other Topics Related to Functions
2377   Here is a table of several functions that do things related to
2378 function calling and function definitions.  They are documented
2379 elsewhere, but we provide cross references here.
2381 @table @code
2382 @item apply
2383 See @ref{Calling Functions}.
2385 @item autoload
2386 See @ref{Autoload}.
2388 @item call-interactively
2389 See @ref{Interactive Call}.
2391 @item called-interactively-p
2392 See @ref{Distinguish Interactive}.
2394 @item commandp
2395 See @ref{Interactive Call}.
2397 @item documentation
2398 See @ref{Accessing Documentation}.
2400 @item eval
2401 See @ref{Eval}.
2403 @item funcall
2404 See @ref{Calling Functions}.
2406 @item function
2407 See @ref{Anonymous Functions}.
2409 @item ignore
2410 See @ref{Calling Functions}.
2412 @item indirect-function
2413 See @ref{Function Indirection}.
2415 @item interactive
2416 See @ref{Using Interactive}.
2418 @item interactive-p
2419 See @ref{Distinguish Interactive}.
2421 @item mapatoms
2422 See @ref{Creating Symbols}.
2424 @item mapcar
2425 See @ref{Mapping Functions}.
2427 @item map-char-table
2428 See @ref{Char-Tables}.
2430 @item mapconcat
2431 See @ref{Mapping Functions}.
2433 @item undefined
2434 See @ref{Functions for Key Lookup}.
2435 @end table