(comment-add): New function.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blob9c7381b80d7760f3827d213efccdc9b8dc94fdff
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2002, 2003,
4 @c   2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Obsolete Functions::    Declaring functions obsolete.
25 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
26 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
27 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
28                             that have a special bearing on how functions work.
29 @end menu
31 @node What Is a Function
32 @section What Is a Function?
34   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
35 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
36 computation is called the value of the function.  The computation can
37 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
38 the contents of data structures.
40   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
41 function-like objects.
43 @table @dfn
44 @item function
45 @cindex function
46 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
47 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
48 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
49 macros are not functions.
51 @item primitive
52 @cindex primitive
53 @cindex subr
54 @cindex built-in function
55 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
56 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
57 @dfn{built-in functions}, or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
58 considered primitives.)
60 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
61 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
62 to operating system services, or because it needs to run fast.
63 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
64 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
66 @item lambda expression
67 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
68 These are described in the following section.
69 @ifnottex
70 @xref{Lambda Expressions}.
71 @end ifnottex
73 @item special form
74 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
75 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
76 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
77 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
78 Structures}.
80 @item macro
81 @cindex macro
82 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
83 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
84 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
85 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
86 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
87 use macros.
89 @item command
90 @cindex command
91 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
92 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
93 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
94 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
95 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
96 the fact that the function is a command makes no difference.
98 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
99 they are not functions.  A symbol is a command if its function
100 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
101 The symbol is a function as well if the definition is a function.
102 @xref{Interactive Call}.
104 @item keystroke command
105 @cindex keystroke command
106 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
107 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
108 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
109 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
111 @item byte-code function
112 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
113 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
114 @end table
116 @defun functionp object
117 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
118 function, or a special form, or, recursively, a symbol whose function
119 definition is a function or special form.  (This does not include
120 macros.)
121 @end defun
123 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not}
124 treat a symbol as its function definition.
126 @defun subrp object
127 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
128 (i.e., a Lisp primitive).
130 @example
131 @group
132 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
133      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
134 @end group
135 @group
136 (subrp (symbol-function 'message))
137      @result{} t
138 @end group
139 @end example
140 @end defun
142 @defun byte-code-function-p object
143 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
144 function.  For example:
146 @example
147 @group
148 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
149      @result{} t
150 @end group
151 @end example
152 @end defun
154 @defun subr-arity subr
155 @tindex subr-arity
156 This function provides information about the argument list of a
157 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
158 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
159 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
160 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
161 @var{subr} is a special form.
162 @end defun
164 @node Lambda Expressions
165 @section Lambda Expressions
166 @cindex lambda expression
168   A function written in Lisp is a list that looks like this:
170 @example
171 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
172   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
173   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
174   @var{body-forms}@dots{})
175 @end example
177 @noindent
178 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
179 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
180 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
181 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
182 expression, but to be called as a function.
184 @menu
185 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
186 * Simple Lambda::           A simple example.
187 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
188 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
189 @end menu
191 @node Lambda Components
192 @subsection Components of a Lambda Expression
194 @ifnottex
196   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
197 looks like this:
199 @example
200 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
201   [@var{documentation-string}]
202   [@var{interactive-declaration}]
203   @var{body-forms}@dots{})
204 @end example
205 @end ifnottex
207 @cindex lambda list
208   The first element of a lambda expression is always the symbol
209 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
210 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
211 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
212 functions.
214   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
215 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
216 the argument values are matched up against the variables in the lambda
217 list, which are given local bindings with the values provided.
218 @xref{Local Variables}.
220   The documentation string is a Lisp string object placed within the
221 function definition to describe the function for the Emacs help
222 facilities.  @xref{Function Documentation}.
224   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
225 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
226 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
227 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
228 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
229 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
230 declaration.
232 @cindex body of function
233   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
234 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
235 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
236 function is the value returned by the last element of the body.
238 @node Simple Lambda
239 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
241   Consider for example the following function:
243 @example
244 (lambda (a b c) (+ a b c))
245 @end example
247 @noindent
248 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
249 expression, like this:
251 @example
252 @group
253 ((lambda (a b c) (+ a b c))
254  1 2 3)
255 @end group
256 @end example
258 @noindent
259 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
260 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
261 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
262 therefore, this call to the function returns the value 6.
264   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
265 this example:
267 @example
268 @group
269 ((lambda (a b c) (+ a b c))
270  1 (* 2 3) (- 5 4))
271 @end group
272 @end example
274 @noindent
275 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
276 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
277 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
279   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
280 a form in this way.  You can get the same result, of making local
281 variables and giving them values, using the special form @code{let}
282 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
283 In practice, lambda expressions are either stored as the function
284 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
285 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
287   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
288 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
289 that time, they were the only way to bind and initialize local
290 variables.
292 @node Argument List
293 @subsection Other Features of Argument Lists
294 @kindex wrong-number-of-arguments
295 @cindex argument binding
296 @cindex binding arguments
298   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
299 specifies three argument variables, so it must be called with three
300 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
301 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
303   It is often convenient to write a function that allows certain
304 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
305 accepts three arguments---a string, the start index and the end
306 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
307 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
308 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
309 and @code{+} do.
311 @cindex optional arguments
312 @cindex rest arguments
313 @kindex &optional
314 @kindex &rest
315   To specify optional arguments that may be omitted when a function
316 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
317 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
318 keyword @code{&rest} before one final argument.
320   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
322 @example
323 @group
324 (@var{required-vars}@dots{}
325  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
326  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
327 @end group
328 @end example
330 @noindent
331 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
332 clauses, and the variables that follow them, are optional.
334   A call to the function requires one actual argument for each of the
335 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
336 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
337 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
338 be any number of extra actual arguments.
340   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
341 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
342 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
343 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
344 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
345 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
346 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
348 @cindex CL note---default optional arg
349 @quotation
350 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
351 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
352 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
353 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
354 @end quotation
356   For example, an argument list that looks like this:
358 @example
359 (a b &optional c d &rest e)
360 @end example
362 @noindent
363 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
364 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
365 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
366 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
367 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
368 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
369 is @code{nil}.
371   There is no way to have required arguments following optional
372 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
373 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
374 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
375 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
376 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
377 no sense to have any more arguments (either required or optional)
378 after a @code{&rest} argument.
380   Here are some examples of argument lists and proper calls:
382 @smallexample
383 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
384  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
385      @result{} 2
386 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
387          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
388  1 2)
389      @result{} 3
390 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
391          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
392  1 2 3 4 5)
393      @result{} 15
394 @end smallexample
396 @node Function Documentation
397 @subsection Documentation Strings of Functions
398 @cindex documentation of function
400   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
401 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
402 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
403 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
404 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
405 accessed.
407   It is a good idea to provide documentation strings for all the
408 functions in your program, even those that are called only from within
409 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
410 are easier to access.
412   The first line of the documentation string should stand on its own,
413 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
414 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
416   The start of the documentation string is usually indented in the
417 source file, but since these spaces come before the starting
418 double-quote, they are not part of the string.  Some people make a
419 practice of indenting any additional lines of the string so that the
420 text lines up in the program source.  @emph{That is a mistake.}  The
421 indentation of the following lines is inside the string; what looks
422 nice in the source code will look ugly when displayed by the help
423 commands.
425   You may wonder how the documentation string could be optional, since
426 there are required components of the function that follow it (the body).
427 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
428 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
429 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
430 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
431 as the return value and as the documentation.
433   The last line of the documentation string can specify calling
434 conventions different from the actual function arguments.  Write
435 text like this:
437 @example
438 \(fn @var{arglist})
439 @end example
441 @noindent
442 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
443 following it inside the documentation string.  (The @samp{\} is used
444 to avoid confusing the Emacs motion commands.)  The calling convention
445 specified in this way appears in help messages in place of the one
446 derived from the actual arguments of the function.
448   This feature is particularly useful for macro definitions, since the
449 arguments written in a macro definition often do not correspond to the
450 way users think of the parts of the macro call.
452 @node Function Names
453 @section Naming a Function
454 @cindex function definition
455 @cindex named function
456 @cindex function name
458   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
459 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
460 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
461 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
463   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
464 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
465 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
466 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
467 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
468 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
469 symbol's function definition in place of the symbol is called
470 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
472   In practice, nearly all functions are given names in this way and
473 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
474 as a function and does what it does because the primitive subr-object
475 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
477   We give functions names because it is convenient to refer to them by
478 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
479 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
480 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
481 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
482 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
483 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
484 more convenient than making the function definition point to itself
485 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
486 practice).
488   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
489 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
490 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
491 subr-object that is its function definition.  For most purposes, the
492 distinction is not important.
494   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
495 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
496 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
497 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
498 equally well a name for the same function.
500   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
501 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
502 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
503 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
504 function definition.)  If you have not given a symbol a function
505 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
506 value as a variable makes no difference to this.
508 @node Defining Functions
509 @section Defining Functions
510 @cindex defining a function
512   We usually give a name to a function when it is first created.  This
513 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
514 @code{defun} special form.
516 @defspec defun name argument-list body-forms
517 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
518 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
520 @example
521 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
522 @end example
524 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
525 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
526 value.
528 As described previously, @var{argument-list} is a list of argument
529 names and may include the keywords @code{&optional} and @code{&rest}
530 (@pxref{Lambda Expressions}).  Also, the first two of the
531 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
532 declaration.
534 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
535 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
536 cell.  @xref{Symbol Components}.
538 Here are some examples:
540 @example
541 @group
542 (defun foo () 5)
543      @result{} foo
544 @end group
545 @group
546 (foo)
547      @result{} 5
548 @end group
550 @group
551 (defun bar (a &optional b &rest c)
552     (list a b c))
553      @result{} bar
554 @end group
555 @group
556 (bar 1 2 3 4 5)
557      @result{} (1 2 (3 4 5))
558 @end group
559 @group
560 (bar 1)
561      @result{} (1 nil nil)
562 @end group
563 @group
564 (bar)
565 @error{} Wrong number of arguments.
566 @end group
568 @group
569 (defun capitalize-backwards ()
570   "Upcase the last letter of a word."
571   (interactive)
572   (backward-word 1)
573   (forward-word 1)
574   (backward-char 1)
575   (capitalize-word 1))
576      @result{} capitalize-backwards
577 @end group
578 @end example
580 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
581 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
582 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
583 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
584 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
585 @end defspec
587 @defun defalias name definition &optional docstring
588 @anchor{Definition of defalias}
589 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
590 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
591 It returns @var{definition}.
593 If @var{docstring} is non-@code{nil}, it becomes the function
594 documentation of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
595 @var{definition} is used.
597 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
598 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
599 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
600 which file defined the function, just like @code{defun}
601 (@pxref{Unloading}).
603 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
604 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
605 records.  @xref{Function Cells}.
606 @end defun
608   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
609 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
610 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
611 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
612 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
613 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
614 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
615 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
616 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
617 definition will have no effect on them.
619   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
620 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
622 @node Calling Functions
623 @section Calling Functions
624 @cindex function invocation
625 @cindex calling a function
627   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
628 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
629 function is also known as @dfn{invocation}.
631   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
632 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
633 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
634 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
636   When you write a list as an expression in your program, you specify
637 which function to call, and how many arguments to give it, in the text
638 of the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
639 need to compute at run time which function to call.  To do that, use
640 the function @code{funcall}.  When you also need to determine at run
641 time how many arguments to pass, use @code{apply}.
643 @defun funcall function &rest arguments
644 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
645 whatever @var{function} returns.
647 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
648 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
649 means that you can use any expression to obtain the function to be
650 called.  It also means that @code{funcall} does not see the
651 expressions you write for the @var{arguments}, only their values.
652 These values are @emph{not} evaluated a second time in the act of
653 calling @var{function}; the operation of @code{funcall} is like the
654 normal procedure for calling a function, once its arguments have
655 already been evaluated.
657 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
658 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
659 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
660 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
661 above, it never knows them in the first place.
663 @example
664 @group
665 (setq f 'list)
666      @result{} list
667 @end group
668 @group
669 (funcall f 'x 'y 'z)
670      @result{} (x y z)
671 @end group
672 @group
673 (funcall f 'x 'y '(z))
674      @result{} (x y (z))
675 @end group
676 @group
677 (funcall 'and t nil)
678 @error{} Invalid function: #<subr and>
679 @end group
680 @end example
682 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
683 @end defun
685 @defun apply function &rest arguments
686 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
687 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
688 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
689 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
690 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
691 argument.
693 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
694 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
695 primitive function; special forms and macros do not make sense in
696 @code{apply}.
698 @example
699 @group
700 (setq f 'list)
701      @result{} list
702 @end group
703 @group
704 (apply f 'x 'y 'z)
705 @error{} Wrong type argument: listp, z
706 @end group
707 @group
708 (apply '+ 1 2 '(3 4))
709      @result{} 10
710 @end group
711 @group
712 (apply '+ '(1 2 3 4))
713      @result{} 10
714 @end group
716 @group
717 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
718      @result{} (a b c x y z)
719 @end group
720 @end example
722 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
723 of mapcar}.
724 @end defun
726 @cindex functionals
727   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
728 find them in data structures (especially in hook variables and property
729 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
730 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
732   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
733 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
734 function:
736 @defun identity arg
737 This function returns @var{arg} and has no side effects.
738 @end defun
740 @defun ignore &rest args
741 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
742 @end defun
744 @node Mapping Functions
745 @section Mapping Functions
746 @cindex mapping functions
748   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
749 special form or macro) to each element of a list or other collection.
750 Emacs Lisp has several such functions; @code{mapcar} and
751 @code{mapconcat}, which scan a list, are described here.
752 @xref{Definition of mapatoms}, for the function @code{mapatoms} which
753 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Definition of maphash},
754 for the function @code{maphash} which maps over key/value associations
755 in a hash table.
757   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
758 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
759 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
760 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
762 @defun mapcar function sequence
763 @anchor{Definition of mapcar}
764 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
765 in turn, and returns a list of the results.
767 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
768 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
769 result is always a list.  The length of the result is the same as the
770 length of @var{sequence}.
772 @smallexample
773 @group
774 @exdent @r{For example:}
776 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
777      @result{} (a c e)
778 (mapcar '1+ [1 2 3])
779      @result{} (2 3 4)
780 (mapcar 'char-to-string "abc")
781      @result{} ("a" "b" "c")
782 @end group
784 @group
785 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
786 (mapcar 'funcall my-hooks)
787 @end group
789 @group
790 (defun mapcar* (function &rest args)
791   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
792 Return the list of results."
793   ;; @r{If no list is exhausted,}
794   (if (not (memq nil args))
795       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
796       (cons (apply function (mapcar 'car args))
797             (apply 'mapcar* function
798                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
799                    (mapcar 'cdr args)))))
800 @end group
802 @group
803 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
804      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
805 @end group
806 @end smallexample
807 @end defun
809 @defun mapc function sequence
810 @tindex mapc
811 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
812 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
813 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
814 @end defun
816 @defun mapconcat function sequence separator
817 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
818 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
819 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
820 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
821 other suitable punctuation.
823 The argument @var{function} must be a function that can take one
824 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
825 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
826 bool-vector, or a string.
828 @smallexample
829 @group
830 (mapconcat 'symbol-name
831            '(The cat in the hat)
832            " ")
833      @result{} "The cat in the hat"
834 @end group
836 @group
837 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
838            "HAL-8000"
839            "")
840      @result{} "IBM.9111"
841 @end group
842 @end smallexample
843 @end defun
845 @node Anonymous Functions
846 @section Anonymous Functions
847 @cindex anonymous function
849   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
850 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
851 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
852 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
853 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
854 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
856   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
858 @smallexample
859 @group
860 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
861 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
862 @end group
863 @end smallexample
865 @noindent
866 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
867 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
868 @code{silly}.
870   Here is how we might call this function:
872 @example
873 @group
874 (funcall silly 1)
875 @result{} 13
876 @end group
877 @end example
879 @noindent
880 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
881 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
882 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
884   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
885 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
886 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
887 element of a list.
889   Here we define a function @code{change-property} which
890 uses a function as its third argument:
892 @example
893 @group
894 (defun change-property (symbol prop function)
895   (let ((value (get symbol prop)))
896     (put symbol prop (funcall function value))))
897 @end group
898 @end example
900 @noindent
901 Here we define a function that uses @code{change-property},
902 passing it a function to double a number:
904 @example
905 @group
906 (defun double-property (symbol prop)
907   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
908 @end group
909 @end example
911 @noindent
912 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
913 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
915 @example
916 @group
917 (defun double-property (symbol prop)
918   (change-property symbol prop
919                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
920 @end group
921 @end example
923 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
924 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
925 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
926 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
927 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
928 @code{change-property} is the precise list shown:
930 @example
931 (lambda (x) (* x 2))
932 @end example
934 @noindent
935 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
936 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
937 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
938 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
939 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
941   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
943 @example
944 @group
945 (defun double-property (symbol prop)
946   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
947 @end group
948 @end example
950 @noindent
951 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
953   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
954 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
955 comment:
957 @example
958 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
959 @end example
961 @cindex @samp{#'} syntax
962   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
963 For example,
965 @example
966 #'(lambda (x) (* x x))
967 @end example
969 @noindent
970 is equivalent to
972 @example
973 (function (lambda (x) (* x x)))
974 @end example
976 @defspec function function-object
977 @cindex function quoting
978 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
979 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
980 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
981 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
982 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
983 @end defspec
985   @xref{describe-symbols example}, for a realistic example using
986 @code{function} and an anonymous function.
988 @node Function Cells
989 @section Accessing Function Cell Contents
991   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
992 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
993 and set the function cell of symbols.
995   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
996 indirect-function}.
998 @defun symbol-function symbol
999 @kindex void-function
1000 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
1001 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
1002 signaled.
1004 This function does not check that the returned object is a legitimate
1005 function.
1007 @example
1008 @group
1009 (defun bar (n) (+ n 2))
1010      @result{} bar
1011 @end group
1012 @group
1013 (symbol-function 'bar)
1014      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1015 @end group
1016 @group
1017 (fset 'baz 'bar)
1018      @result{} bar
1019 @end group
1020 @group
1021 (symbol-function 'baz)
1022      @result{} bar
1023 @end group
1024 @end example
1025 @end defun
1027 @cindex void function cell
1028   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1029 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1030 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1031 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1033   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1034 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1035 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1036 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1037 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1039   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1040 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1041 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1043 @defun fboundp symbol
1044 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1045 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1046 is a legitimate function.
1047 @end defun
1049 @defun fmakunbound symbol
1050 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1051 subsequent attempt to access this cell will cause a
1052 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1053 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1055 @example
1056 @group
1057 (defun foo (x) x)
1058      @result{} foo
1059 @end group
1060 @group
1061 (foo 1)
1062      @result{}1
1063 @end group
1064 @group
1065 (fmakunbound 'foo)
1066      @result{} foo
1067 @end group
1068 @group
1069 (foo 1)
1070 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1071 @end group
1072 @end example
1073 @end defun
1075 @defun fset symbol definition
1076 This function stores @var{definition} in the function cell of
1077 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1078 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1079 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1080 argument.
1082 There are three normal uses of this function:
1084 @itemize @bullet
1085 @item
1086 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1087 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1088 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1089 @code{fset}; see @ref{Definition of defalias}.)
1091 @item
1092 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1093 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1094 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1095 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1096 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1097 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1099 @item
1100 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1101 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1102 @code{fset}.
1103 @end itemize
1105 Here are examples of these uses:
1107 @example
1108 @group
1109 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1110 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1111 @end group
1113 @group
1114 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1115 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1116 (fset 'xfirst 'car)
1117      @result{} car
1118 @end group
1119 @group
1120 (xfirst '(1 2 3))
1121      @result{} 1
1122 @end group
1123 @group
1124 (symbol-function 'xfirst)
1125      @result{} car
1126 @end group
1127 @group
1128 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1129      @result{} #<subr car>
1130 @end group
1132 @group
1133 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1134 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1135      @result{} "\^u2\^k"
1136 @end group
1138 @group
1139 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1140 (defun copy-function-definition (new old)
1141   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1142   (fset new (symbol-function old)))
1143 @end group
1144 @end example
1145 @end defun
1147   @code{fset} is sometimes used to save the old definition of a
1148 function before redefining it.  That permits the new definition to
1149 invoke the old definition.  But it is unmodular and unclean for a Lisp
1150 file to redefine a function defined elsewhere.  If you want to modify
1151 a function defined by another package, it is cleaner to use
1152 @code{defadvice} (@pxref{Advising Functions}).
1154 @node Obsolete Functions
1155 @section Declaring Functions Obsolete
1157 You can use @code{make-obsolete} to declare a function obsolete.  This
1158 indicates that the function may be removed at some stage in the future.
1160 @defun make-obsolete obsolete-name current-name &optional when
1161 This function makes the byte compiler warn that the function
1162 @var{obsolete-name} is obsolete.  If @var{current-name} is a symbol, the
1163 warning message says to use @var{current-name} instead of
1164 @var{obsolete-name}.  @var{current-name} does not need to be an alias for
1165 @var{obsolete-name}; it can be a different function with similar
1166 functionality.  If @var{current-name} is a string, it is the warning
1167 message.
1169 If provided, @var{when} should be a string indicating when the function
1170 was first made obsolete---for example, a date or a release number.
1171 @end defun
1173 You can define a function as an alias and declare it obsolete at the
1174 same time using the macro @code{define-obsolete-function-alias}.
1176 @defmac define-obsolete-function-alias obsolete-name current-name &optional when docstring
1177 This macro marks the function @var{obsolete-name} obsolete and also
1178 defines it as an alias for the function @var{current-name}.  It is
1179 equivalent to the following:
1181 @example
1182 (defalias @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{docstring})
1183 (make-obsolete @var{obsolete-name} @var{current-name} @var{when})
1184 @end example
1185 @end defmac
1187 @node Inline Functions
1188 @section Inline Functions
1189 @cindex inline functions
1191 @findex defsubst
1192 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1193 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1194 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1195 the function's definition is open-coded into the caller.
1197 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1198 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1199 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1200 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1201 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1202 make a function inline unless its speed is really crucial.
1204 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1205 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1206 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1207 generally should not make large functions inline.
1209 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1210 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1211 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1212 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1213 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1214 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1215 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1216 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1217 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1219 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1220 following the definition, just like macros.
1222 @node Function Safety
1223 @section Determining whether a Function is Safe to Call
1224 @cindex function safety
1225 @cindex safety of functions
1227 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1228 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1229 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1230 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1231 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1232 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1234 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1235 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1236 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1237 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1238 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1239 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1240 list of buffer-local bindings.
1241 @end defun
1243 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1244 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1245 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1246 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1247 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1248 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1249 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1250 must delete properties from all strings calculated by user code before
1251 inserting them into buffers.
1253 @ignore
1254 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1255 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1256 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1257 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1259 @table @dfn
1260 @item Safe expression
1261 @itemize
1262 @item
1263 An atom or quoted thing.
1264 @item
1265 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1266 safe expressions.
1267 @item
1268 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1269 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1270 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1271 safe.
1272 @item
1273 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1274 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1275 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1276 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1277 @item
1278 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1279 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1280 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1281 bindings.
1282 @item
1283 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1284 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1285 @end itemize
1287 @item Safe function
1288 @itemize
1289 @item
1290 A lambda containing safe expressions.
1291 @item
1292 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1293 @item
1294 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1295 @item
1296 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1297 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1298 Other values will someday indicate functions with classes of side
1299 effects that are not always safe.
1300 @end itemize
1302 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1303 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1304 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1305 functions you write.
1306 @end table
1307 @end ignore
1309 @node Related Topics
1310 @section Other Topics Related to Functions
1312   Here is a table of several functions that do things related to
1313 function calling and function definitions.  They are documented
1314 elsewhere, but we provide cross references here.
1316 @table @code
1317 @item apply
1318 See @ref{Calling Functions}.
1320 @item autoload
1321 See @ref{Autoload}.
1323 @item call-interactively
1324 See @ref{Interactive Call}.
1326 @item commandp
1327 See @ref{Interactive Call}.
1329 @item documentation
1330 See @ref{Accessing Documentation}.
1332 @item eval
1333 See @ref{Eval}.
1335 @item funcall
1336 See @ref{Calling Functions}.
1338 @item function
1339 See @ref{Anonymous Functions}.
1341 @item ignore
1342 See @ref{Calling Functions}.
1344 @item indirect-function
1345 See @ref{Function Indirection}.
1347 @item interactive
1348 See @ref{Using Interactive}.
1350 @item interactive-p
1351 See @ref{Interactive Call}.
1353 @item mapatoms
1354 See @ref{Creating Symbols}.
1356 @item mapcar
1357 See @ref{Mapping Functions}.
1359 @item map-char-table
1360 See @ref{Char-Tables}.
1362 @item mapconcat
1363 See @ref{Mapping Functions}.
1365 @item undefined
1366 See @ref{Functions for Key Lookup}.
1367 @end table
1369 @ignore
1370    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1371 @end ignore