More minor changes in shell-related nodes of Emacs manual
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blobbf85b00e937903997ee4344eafb53176a35e5508
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl.info
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include docstyle.texi
5 @include emacsver.texi
7 @copying
8 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
10 Copyright @copyright{} 1993, 2001--2018 Free Software Foundation, Inc.
12 @quotation
13 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
14 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
15 any later version published by the Free Software Foundation; with no
16 Invariant Sections, with the Front-Cover Texts being ``A GNU Manual'',
17 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
18 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
20 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
21 modify this GNU manual.''
22 @end quotation
23 @end copying
25 @dircategory Emacs lisp libraries
26 @direntry
27 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
28 @end direntry
30 @finalout
32 @titlepage
33 @sp 6
34 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
35 @sp 4
36 @center For GNU Emacs Lisp
37 @sp 1
38 @center as distributed with Emacs @value{EMACSVER}
39 @sp 5
40 @center Dave Gillespie
41 @center daveg@@synaptics.com
42 @page
43 @vskip 0pt plus 1filll
44 @insertcopying
45 @end titlepage
47 @contents
49 @ifnottex
50 @node Top
51 @top GNU Emacs Common Lisp Emulation
53 @insertcopying
54 @end ifnottex
56 @menu
57 * Overview::             Basics, usage, organization, naming conventions.
58 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}.
59 * Predicates::           Type predicates and equality predicates.
60 * Control Structure::    Assignment, conditionals, blocks, looping.
61 * Macros::               Destructuring, compiler macros.
62 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
63 * Symbols::              Property lists, creating symbols.
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
66 * Lists::                Functions, substitution, sets, associations.
67 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
68 * Assertions::           Assertions and type checking.
70 Appendices
71 * Efficiency Concerns::            Hints and techniques.
72 * Common Lisp Compatibility::      All known differences with Steele.
73 * Porting Common Lisp::            Hints for porting Common Lisp code.
74 * Obsolete Features::              Obsolete features.
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
77 Indexes
78 * Function Index::                 An entry for each documented function.
79 * Variable Index::                 An entry for each documented variable.
80 * Concept Index::                  An entry for each concept.
81 @end menu
83 @node Overview
84 @chapter Overview
86 @noindent
87 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
88 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
89 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
90 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
92 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
93 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
94 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
95 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
96 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
97 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
99 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
100 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
101 implementation of Common Lisp, it adds enough functionality
102 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
104 Some Common Lisp features have been omitted from this package
105 for various reasons:
107 @itemize @bullet
108 @item
109 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
110 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
111 examples of this group.  (The separate package EIEIO implements
112 a subset of CLOS functionality.  @xref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}.)
114 @item
115 Other features cannot be implemented without modification to the
116 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
117 case-insensitive symbols, and complex numbers.
118 This package generally makes no attempt to emulate these features.
120 @end itemize
122 This package was originally written by Dave Gillespie,
123 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
124 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
125 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
126 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
127 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
129 @menu
130 * Usage::                How to use this package.
131 * Organization::         The package's component files.
132 * Naming Conventions::   Notes on function names.
133 @end menu
135 @node Usage
136 @section Usage
138 @noindent
139 This package is distributed with Emacs, so there is no need
140 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
141 that uses features from this package should simply include at
142 the beginning:
144 @example
145 (require 'cl-lib)
146 @end example
148 @noindent
149 You may wish to add such a statement to your init file, if you
150 make frequent use of features from this package.
152 Code that only uses macros from this package can enclose the above in
153 @code{eval-when-compile}.  Internally, this library is divided into
154 several files, @pxref{Organization}.  Your code should only ever load
155 the main @file{cl-lib} file, which will load the others as needed.
157 @node Organization
158 @section Organization
160 @noindent
161 The Common Lisp package is organized into four main files:
163 @table @file
164 @item cl-lib.el
165 This is the main file, which contains basic functions
166 and information about the package.  This file is relatively compact.
168 @item cl-extra.el
169 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
170 It is kept separate so that packages which only want to use Common
171 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
172 the overhead of loading the more advanced functions.
174 @item cl-seq.el
175 This file contains most of the advanced functions for operating
176 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
178 @item cl-macs.el
179 This file contains the features that are macros instead of functions.
180 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
181 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
182 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
183 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
184 won't take up memory unless you are compiling.
185 @end table
187 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
188 commands for the functions and macros in the other three files.
189 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
190 will take care of pulling in the other files when they are
191 needed.
193 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
194 this package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
195 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
196 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
197 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
198 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
199 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
200 @samp{cl-} prefix, e.g., @code{incf} in this example.  There are a few
201 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
202 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
203 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
204 suffix, e.g., @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
205 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
206 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
207 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
208 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
209 @xref{Obsolete Features}.
210 @c There is also cl-mapc, which was called cl-mapc even before cl-lib.el.
211 @c But not autoloaded, so maybe not much used?
213 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
214 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
215 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
216 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
217 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
218 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
220 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
221 routines from the older Quiroz @file{cl.el} package that are not otherwise
222 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
223 used in new code.
225 @node Naming Conventions
226 @section Naming Conventions
228 @noindent
229 Except where noted, all functions defined by this package have the
230 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
231 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
233 Internal function and variable names in the package are prefixed
234 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
235 @code{cl-} that were @emph{not} taken from Common Lisp:
237 @example
238 cl-callf           cl-callf2          cl-defsubst
239 cl-letf            cl-letf*
240 @end example
242 @c This is not uninteresting I suppose, but is of zero practical relevance
243 @c to the user, and seems like a hostage to changing implementation details.
244 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
245 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
247 @example
248 cl-evenp           cl-oddp            cl-minusp
249 cl-plusp           cl-endp            cl-subst
250 cl-copy-list       cl-list*           cl-ldiff
251 cl-rest            cl-decf [1]        cl-incf [1]
252 cl-acons           cl-adjoin [2]      cl-pairlis
253 cl-pushnew [1,2]   cl-declaim         cl-proclaim
254 cl-caaar@dots{}cl-cddddr                  cl-first@dots{}cl-tenth
255 cl-mapcar [3]
256 @end example
258 @noindent
259 [1] Only when @var{place} is a plain variable name.
261 @noindent
262 [2] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
263 and @code{:key} is not used.
265 @noindent
266 [3] Only for one sequence argument or two list arguments.
268 @node Program Structure
269 @chapter Program Structure
271 @noindent
272 This section describes features of this package that have to
273 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
274 and the @code{cl-eval-when} construct.
276 @menu
277 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
278 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
279 @end menu
281 @node Argument Lists
282 @section Argument Lists
283 @cindex &key
284 @cindex &aux
286 @noindent
287 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
288 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
289 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
290 values for optional arguments, and it provides the additional markers
291 @code{&key} and @code{&aux}.
293 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
294 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
295 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
296 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
298 @defmac cl-defun name arglist body@dots{}
299 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
300 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
301 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
302 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
303 @end defmac
305 @defmac cl-iter-defun name arglist body@dots{}
306 This form is identical to the regular @code{iter-defun} form, except
307 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
308 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
309 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
310 @end defmac
312 @defmac cl-defsubst name arglist body@dots{}
313 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
314 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
315 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
316 This is analogous to the @code{defsubst} form;
317 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
318 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
319 @c For some examples,
320 @c see https://lists.gnu.org/r/emacs-devel/2012-11/msg00009.html
321 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
322 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
323 etc., to be done at compile-time whenever possible.
324 @end defmac
326 @defmac cl-defmacro name arglist body@dots{}
327 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
328 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
329 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
330 described in Steele's book @cite{Common Lisp, the Language}.
331 The @code{&whole} keyword is supported only
332 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
333 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
334 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
335 @var{name}.
336 @end defmac
338 @defmac cl-function symbol-or-lambda
339 This is identical to the regular @code{function} form,
340 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
341 form may use a full Common Lisp argument list.
342 @end defmac
344 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
345 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
346 full Common Lisp argument lists.
348 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
349 order to have access to most CL features in your function.
350 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
351 difference from @code{defun} is its more flexible argument
352 lists and its implicit block.
354 The full form of a Common Lisp argument list is
356 @example
357 (@var{var}@dots{}
358  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})@dots{}
359  &rest @var{var}
360  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})@dots{}
361  &aux (@var{var} @var{initform})@dots{})
362 @end example
364 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
365 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
366 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
368 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
369 These arguments must always be specified in a call to the function;
370 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
371 required arguments are concerned.
373 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
374 arguments may be specified in the function call; if they are not,
375 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
376 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
377 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
378 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
379 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
380 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
381 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
382 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
383 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
384 function to tell whether it was called with no argument, or with
385 the default value passed explicitly as an argument.
387 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
388 more arguments were passed to the function than are accounted for
389 by the required and optional arguments, those extra arguments are
390 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
391 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
392 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
393 macro contexts; this package accepts it all the time.
395 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
396 are optional arguments which are specified by name rather than
397 positionally in the argument list.  For example,
399 @example
400 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
401 @end example
403 @noindent
404 defines a function which may be called with one, two, or more
405 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
406 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
407 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
408 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
409 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
410 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
411 @code{t}.)
413 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
414 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
415 appears more than once in the function call, the first occurrence
416 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
417 to specify keyword arguments without specifying the optional
418 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
419 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
420 @code{2} is not a valid keyword.
422 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
423 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
425 @example
426 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
427 @end example
429 @noindent
431 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
432 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
433 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
434 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
435 function call, like this:
437 @example
438 (bar :a 10 'baz 42)
439 @end example
441 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
442 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
443 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
444 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
445 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
446 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
447 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
448 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
449 in the call.  For example:
451 @example
452 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
453   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
454       (if need (error "Thing not found"))))
455 @end example
457 @noindent
458 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
459 accepts other keyword arguments which are passed on to the
460 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
461 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
462 about each others' keywords in the arguments.
464 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
465 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
466 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
467 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
468 difference between the following two functions, except for a
469 matter of stylistic taste:
471 @example
472 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
473   @var{body})
475 (cl-defun foo (a b)
476   (let ((c (+ a b)) d)
477     @var{body}))
478 @end example
480 @cindex destructuring, in argument list
481 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
482 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
483 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
484 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
485 example) can be replaced by a list of variables, or more generally,
486 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
487 be a list whose elements match this recursive argument list.
488 For example:
490 @example
491 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
492                    &rest body)
493   @dots{})
494 @end example
496 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
497 of two or three items; if there are other arguments as well as this
498 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
499 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
500 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
501 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
502 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
503 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
504 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
505 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
506 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
507 support this usage.)
509 One last feature of destructuring is that the argument list may be
510 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
511 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
513 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
514 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
515 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
516 argument lists are rigorously checked.
518 @node Time of Evaluation
519 @section Time of Evaluation
521 @noindent
522 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
523 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
524 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
525 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
526 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
527 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
528 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
529 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
530 macros that are defined.
532 @defmac cl-eval-when (situations@dots{}) forms@dots{}
533 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
534 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
535 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
536 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
537 and @code{:execute}).
539 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
540 whether or not it is being compiled as a top-level form.
541 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
542 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
543 or buffers of code, and it appears either literally at the
544 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
546 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
547 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
548 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
549 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
551 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
552 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
553 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
554 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
555 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
556 (ignoring the body @var{forms}) if not.
558 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
559 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
560 some gruesome examples).
562 Some simple examples:
564 @example
565 ;; Top-level forms in foo.el:
566 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
567 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
568 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
569 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
570 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
571 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
572 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
573 @end example
575 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
576 the compilation itself:
578 @example
579 foo1  foo3  foo5  foo7      ; 'compile'
580 @end example
582 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
584 @example
585 foo2  foo3  foo6  foo7      ; 'load'
586 @end example
588 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
589 be set:
591 @example
592 foo4  foo5  foo6  foo7      ; 'eval'
593 @end example
595 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
596 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
597 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
599 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
600 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
601 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
602 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
603 (compile load eval) @dots{})}.
604 @end defmac
606 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
607 @xref{Eval During Compile,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
608 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
609 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
611 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
612 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})}.
614 @defmac eval-when-compile forms@dots{}
615 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
616 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
617 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
618 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
619 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
620 or other reasons.
622 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
623 @end defmac
625 @defmac cl-load-time-value form
626 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
627 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
629 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
630 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
631 and gave it more well-defined semantics.
633 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
634 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
635 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
636 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
637 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
638 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
639 act exactly like @code{progn}.
641 @example
642 (defun report ()
643   (insert "This function was executed on: "
644           (current-time-string)
645           ", compiled on: "
646           (eval-when-compile (current-time-string))
647           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
648           ", and loaded on: "
649           (cl-load-time-value (current-time-string))))
650 @end example
652 @noindent
653 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
654 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
656 @example
657 (setq --temp-- (current-time-string))
658 (defun report ()
659   (insert "This function was executed on: "
660           (current-time-string)
661           ", compiled on: "
662           '"Wed Oct 31 16:32:28 2012"
663           ", and loaded on: "
664           --temp--))
665 @end example
666 @end defmac
668 @node Predicates
669 @chapter Predicates
671 @noindent
672 This section describes functions for testing whether various
673 facts are true or false.
675 @menu
676 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
677 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
678 @end menu
680 @node Type Predicates
681 @section Type Predicates
683 @defun cl-typep object type
684 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
685 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
686 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
687 @end defun
689 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
690 or a list beginning with a symbol.
692 @itemize @bullet
693 @item
694 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
695 symbol name to form the name of a predicate function for testing
696 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
697 than @samp{-p} are used when appropriate.)
699 @item
700 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
701 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
702 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
703 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
705 @item
706 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
707 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
708 @code{(null @var{object})}.
710 @item
711 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
712 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
713 @code{(atom @var{object})}.
715 @item
716 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
717 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
719 @item
720 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
721 integers in the range from 0 to 255.
723 @item
724 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
725 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
726 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
727 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
728 is thus equivalent to @code{integer}.
730 @item
731 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
732 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
733 range.
735 @item
736 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
737 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
738 represents all objects that are integers or non-negative floats.
740 @item
741 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
742 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
743 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
744 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
746 @item
747 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
748 all objects for which @var{predicate} returns true when called
749 with that object as an argument.
750 @end itemize
752 The following function and macro (not technically predicates) are
753 related to @code{cl-typep}.
755 @defun cl-coerce object type
756 This function attempts to convert @var{object} to the specified
757 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
758 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
759 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
760 (@code{string}, @code{list}, etc.)@: then @var{object} will be
761 converted to that type if possible.  If @var{type} is
762 @code{character}, then strings of length one and symbols with
763 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
764 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
765 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
766 error.
767 @end defun
769 @defmac cl-deftype name arglist forms@dots{}
770 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
771 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
772 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
773 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
774 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
775 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}
776 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
777 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
778 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
779 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
780 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
781 default.  Some examples:
783 @example
784 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
785 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
786 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
787   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
788 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
789 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
790 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
791 @end example
793 @noindent
794 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
795 type specifier could be implemented if desired; this package does
796 not implement @code{unsigned-byte} by default.
797 @end defmac
799 The @code{cl-typecase} (@pxref{Conditionals}) and @code{cl-check-type}
800 (@pxref{Assertions}) macros also use type names.  The @code{cl-map},
801 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
802 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
804 @node Equality Predicates
805 @section Equality Predicates
807 @noindent
808 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
810 @defun cl-equalp a b
811 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
812 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
813 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
814 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
815 objects are compared as if by @code{equal}.
817 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
818 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
819 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
820 in this package since Emacs does not distinguish between integers
821 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
822 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
823 not compare strings against vectors of integers.
824 @end defun
826 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
827 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
828 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
829 The functions @code{cl-member} and @code{cl-assoc} use @code{eql},
830 as in Common Lisp.  The standard Emacs Lisp functions @code{memq} and
831 @code{assq} use @code{eq}, and the standard @code{memql} uses @code{eql}.
833 @node Control Structure
834 @chapter Control Structure
836 @noindent
837 The features described in the following sections implement
838 various advanced control structures, including extensions to the
839 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
840 constructs.
842 @menu
843 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
844 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
845 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{cl-flet}, @code{cl-macrolet}.
846 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
847 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
848 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
849 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{loop} macro.
850 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
851 @end menu
853 @node Assignment
854 @section Assignment
856 @noindent
857 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
858 assignments are done in parallel rather than sequentially.
860 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
861 This special form (actually a macro) is used to assign to several
862 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
863 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
864 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
865 and then stores the corresponding variables afterwards.
867 @example
868 (setq x 2 y 3)
869 (setq x (+ x y)  y (* x y))
871      @result{} 5
872 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
873      @result{} 15
874 (setq x 2 y 3)
875 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
877      @result{} 5
878 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
879      @result{} 6
880 @end example
882 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
883 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
884 provides an even more convenient way to swap two variables;
885 @pxref{Modify Macros}.)
887 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
888 @end defmac
890 @node Generalized Variables
891 @section Generalized Variables
892 @cindex generalized variable
894 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
895 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
896 form is a regular Lisp variable.  But the @sc{car}s and @sc{cdr}s of lists,
897 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
898 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
899 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
900 This package provides several additional features related to
901 generalized variables.
903 @menu
904 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
905 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{cl-letf}, @code{cl-callf}, etc.
906 @end menu
908 @node Setf Extensions
909 @subsection Setf Extensions
911 Several standard (e.g., @code{car}) and Emacs-specific
912 (e.g., @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
913 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
915 @itemize
916 @item
917 Functions from this package:
918 @example
919 cl-rest        cl-subseq      cl-get         cl-getf
920 cl-caaar@dots{}cl-cddddr          cl-first@dots{}cl-tenth
921 @end example
923 @noindent
924 Note that for @code{cl-getf} (as for @code{nthcdr}), the list argument
925 of the function must itself be a valid @var{place} form.
927 @item
928 General Emacs Lisp functions:
929 @example
930 buffer-file-name                   getenv
931 buffer-modified-p                  global-key-binding
932 buffer-name                        local-key-binding
933 buffer-string                      mark
934 buffer-substring                   mark-marker
935 current-buffer                     marker-position
936 current-case-table                 mouse-position
937 current-column                     point
938 current-global-map                 point-marker
939 current-input-mode                 point-max
940 current-local-map                  point-min
941 current-window-configuration       read-mouse-position
942 default-file-modes                 screen-height
943 documentation-property             screen-width
944 face-background                    selected-window
945 face-background-pixmap             selected-screen
946 face-font                          selected-frame
947 face-foreground                    standard-case-table
948 face-underline-p                   syntax-table
949 file-modes                         visited-file-modtime
950 frame-height                       window-height
951 frame-parameters                   window-width
952 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
953 frame-width                        x-get-selection
954 get-register
955 @end example
957 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
958 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
959 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
960 sequences of code when they are used with @code{setf}
961 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
963 @item
964 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
965 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
966 current value is a string, and where the value stored is also a
967 string.  The new string is spliced into the specified part of the
968 destination string.  For example:
970 @example
971 (setq a (list "hello" "world"))
972      @result{} ("hello" "world")
973 (cadr a)
974      @result{} "world"
975 (substring (cadr a) 2 4)
976      @result{} "rl"
977 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
978      @result{} "o"
979 (cadr a)
980      @result{} "wood"
982      @result{} ("hello" "wood")
983 @end example
985 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
986 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
988 @c FIXME?  Also 'eq'? (see cl-lib.el)
990 @c Currently commented out in cl.el.
991 @ignore
992 @item
993 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
994 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
995 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
996 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
997 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
998 only interesting when used with places you define yourself with
999 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1000 @xref{Obsolete Setf Customization}.
1001 @end ignore
1003 @c FIXME?  Is this still true?
1004 @item
1005 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1006 is applied to the resulting form.
1007 @end itemize
1009 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
1010 @c Contrast with the cl-incf example later on.
1011 @c Here it really only serves as a contrast to wrong-order.
1012 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1013 the proper left-to-right order; for example,
1015 @example
1016 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
1017 @end example
1019 @noindent
1020 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
1021 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1022 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1023 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1024 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1025 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1026 order.)
1028 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1029 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1030 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1032 @example
1033 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1034 @end example
1036 @noindent
1037 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1038 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1039 to @code{wrong-order}.
1041 @node Modify Macros
1042 @subsection Modify Macros
1044 @noindent
1045 This package defines a number of macros that operate on generalized
1046 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1047 is just a variable name.
1049 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1050 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1051 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1052 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1053 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1054 all the assignments are done (in an undefined order).
1055 @end defmac
1057 @defmac cl-incf place &optional x
1058 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1059 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1060 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1061 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1063 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1064 of evaluation.  For example,
1066 @example
1067 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1068 @end example
1070 @noindent
1071 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1072 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1073 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1074 ``obvious'' expansion,
1076 @example
1077 (setf (aref vec (cl-incf i))
1078       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1079 @end example
1081 @noindent
1082 but rather to something more like
1084 @example
1085 (let ((temp (cl-incf i)))
1086   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1087 @end example
1089 @noindent
1090 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1091 the other generalized-variable macros.
1093 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1094 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1095 @code{(forward-char @var{n})}.
1096 @end defmac
1098 @defmac cl-decf place &optional x
1099 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1100 by @var{x} if specified.
1101 @end defmac
1103 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1104 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1105 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1106 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1107 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1108 @xref{Lists as Sets}.
1109 @end defmac
1111 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1112 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1113 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1114 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1115 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1116 @var{d})} is equivalent to
1118 @example
1119 (prog1
1120     @var{a}
1121   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1122             @var{b} @var{c}
1123             @var{c} @var{d}))
1124 @end example
1126 @noindent
1127 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1128 evaluated only once each and in the apparent order.
1129 @end defmac
1131 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1132 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1133 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1135 @example
1136 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1137           @var{b} @var{c}
1138           @var{c} @var{d}
1139           @var{d} @var{a})
1140 @end example
1142 @noindent
1143 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1144 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1145 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1146 @end defmac
1148 The following macros were invented for this package; they have no
1149 analogues in Common Lisp.
1151 @defmac cl-letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1152 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1153 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1154 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1155 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1156 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1157 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1158 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1159 error.
1161 For example,
1163 @example
1164 (cl-letf (((point) (point-min))
1165           (a 17))
1166      @dots{})
1167 @end example
1169 @noindent
1170 moves point in the current buffer to the beginning of the buffer,
1171 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1172 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1173 is set back to its original value and point is moved back to its
1174 original position.
1176 Note that @code{cl-letf} on @code{(point)} is not quite like a
1177 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1178 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1179 a @code{cl-letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1180 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1181 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1182 marker as the stored value.)
1184 Like in the case of @code{let}, the @var{value} forms are evaluated in
1185 the order they appear, but the order of bindings is unspecified.
1186 Therefore, avoid binding the same @var{place} more than once in a
1187 single @code{cl-letf} form.
1189 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1190 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1191 be ambiguous in @code{cl-letf} and is not allowed.
1193 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1194 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1195 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1196 on entry to the body, and the only effect of the @code{cl-letf} is
1197 to restore the original value of @var{place} afterwards.
1198 @c I suspect this may no longer be true; either way it's
1199 @c implementation detail and so not essential to document.
1200 @ignore
1201 (The redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1202 @var{place})} example does not actually occur.)
1203 @end ignore
1205 Note that in this case, and in fact almost every case, @var{place}
1206 must have a well-defined value outside the @code{cl-letf} body.
1207 There is essentially only one exception to this, which is @var{place}
1208 a plain variable with a specified @var{value} (such as @code{(a 17)}
1209 in the above example).
1210 @c See https://debbugs.gnu.org/12758
1211 @c Some or all of this was true for cl.el, but not for cl-lib.el.
1212 @ignore
1213 The only exceptions are plain variables and calls to
1214 @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.  If the symbol is not
1215 bound on entry, it is simply made unbound by @code{makunbound} or
1216 @code{fmakunbound} on exit.
1217 @end ignore
1218 @end defmac
1220 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1221 This macro is to @code{cl-letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1222 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1223 @end defmac
1225 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1226 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1227 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1228 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1229 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1230 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1231 Some more examples:
1233 @example
1234 (cl-callf abs my-number)
1235 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1236 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1237 @end example
1239 Note again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1240 @end defmac
1242 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1243 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1244 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1245 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1246 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1247 @end defmac
1249 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1250 blocks for other macros like @code{cl-incf}, and @code{cl-pushnew}.
1251 The @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} macros are used in the processing
1252 of symbol macros; @pxref{Macro Bindings}.
1255 @node Variable Bindings
1256 @section Variable Bindings
1257 @cindex variable binding
1259 @noindent
1260 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1261 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1263 @xref{Modify Macros}, for the @code{cl-letf} and @code{cl-letf*} forms which
1264 are also related to variable bindings.
1266 @menu
1267 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1268 * Function Bindings::    @code{cl-flet} and @code{cl-labels}.
1269 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1270 @end menu
1272 @node Dynamic Bindings
1273 @subsection Dynamic Bindings
1274 @cindex dynamic binding
1276 @noindent
1277 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1278 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1279 bind variables whose names are computed at run-time.
1281 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1282 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1283 set of variables computed at run-time.  The expressions
1284 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1285 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1286 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1287 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1288 are bound to @code{nil}.
1289 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1290 are ignored.
1291 @end defmac
1293 @node Function Bindings
1294 @subsection Function Bindings
1295 @cindex function binding
1297 @noindent
1298 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1299 of variables.
1301 @defmac cl-flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1302 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1303 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1304 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1305 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1306 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1307 accordingly but only within the body of the @code{cl-flet}, hiding any external
1308 definition if applicable.
1310 The bindings are lexical in scope.  This means that all references to
1311 the named functions must appear physically within the body of the
1312 @code{cl-flet} form.
1314 Functions defined by @code{cl-flet} may use the full Common Lisp
1315 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1316 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1317 @xref{Program Structure}.
1319 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1320 differently.  In particular, its binding is dynamic rather than
1321 lexical.  @xref{Obsolete Macros}.
1322 @end defmac
1324 @defmac cl-labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1325 The @code{cl-labels} form is like @code{cl-flet}, except that
1326 the function bindings can be recursive.  The scoping is lexical,
1327 but you can only capture functions in closures if
1328 @code{lexical-binding} is @code{t}.
1329 @xref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}, and
1330 @ref{Using Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
1332 Lexical scoping means that all references to the named
1333 functions must appear physically within the body of the
1334 @code{cl-labels} form.  References may appear both in the body
1335 @var{forms} of @code{cl-labels} itself, and in the bodies of
1336 the functions themselves.  Thus, @code{cl-labels} can define
1337 local recursive functions, or mutually-recursive sets of functions.
1339 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1340 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1341 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1343 Note that the @file{cl.el} version of this macro behaves slightly
1344 differently.  @xref{Obsolete Macros}.
1345 @end defmac
1347 @node Macro Bindings
1348 @subsection Macro Bindings
1349 @cindex macro binding
1351 @noindent
1352 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1354 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1355 This form is analogous to @code{cl-flet}, but for macros instead of
1356 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1357 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1358 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1359 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1361 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is always lexically
1362 scoped.  The @code{cl-macrolet} binding will
1363 affect only calls that appear physically within the body
1364 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1365 body.
1366 @end defmac
1368 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1369 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1370 like variable references rather than function calls.  Each
1371 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1372 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1373 replaced by @var{expansion}.
1375 @example
1376 (setq bar '(5 . 9))
1377 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1378   (cl-incf foo))
1380      @result{} (6 . 9)
1381 @end example
1383 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1384 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1385 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1387 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1388 treated like a @code{cl-letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1389 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1390 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1391 such shadowing does not occur, even when @code{lexical-binding} is
1392 @c See https://debbugs.gnu.org/12119
1393 @code{t}.  (This behavior predates the addition of lexical binding to
1394 Emacs Lisp, and may change in future to respect @code{lexical-binding}.)
1395 At present in this package, only @code{lexical-let} and
1396 @code{lexical-let*} will shadow a symbol macro.  @xref{Obsolete
1397 Lexical Binding}.
1399 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1400 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1401 expansion of another macro:
1403 @example
1404 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1405   (let ((var (cl-gensym)))
1406     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1407           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1408                     (list (list x (list 'car var)))
1409                     body))))
1411 (setq mylist '(1 2 3 4))
1412 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1413 mylist
1414      @result{} (2 3 4 5)
1415 @end example
1417 @noindent
1418 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1419 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1420 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1421 shown here expands to
1423 @example
1424 (cl-loop for G1234 on mylist do
1425       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1426         (cl-incf x)))
1427 @end example
1429 @noindent
1430 which in turn expands to
1432 @example
1433 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1434 @end example
1436 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1437 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1438 works much like @code{my-dolist}.
1439 @end defmac
1441 @node Conditionals
1442 @section Conditionals
1443 @cindex conditionals
1445 @noindent
1446 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1447 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1449 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1450 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1451 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1452 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1453 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1454 of the form
1456 @example
1457 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1458 @end example
1460 @noindent
1461 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1462 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1463 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1464 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1465 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1466 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1467 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1468 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1469 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1470 enclose the symbol in a list.)
1472 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1473 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1474 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1476 @example
1477 (cl-case (read-char)
1478   (?a (do-a-thing))
1479   (?b (do-b-thing))
1480   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1481   (t (do-other-thing)))
1482 @end example
1483 @end defmac
1485 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1486 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1487 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1488 simply returning @code{nil}.
1489 @end defmac
1491 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1492 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1493 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1494 @samp{(@var{type} @var{body}@dots{})}.  @xref{Type Predicates},
1495 for a description of type specifiers.  For example,
1497 @example
1498 (cl-typecase x
1499   (integer (munch-integer x))
1500   (float (munch-float x))
1501   (string (munch-integer (string-to-number x)))
1502   (t (munch-anything x)))
1503 @end example
1505 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1506 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1507 several types, use an @code{(or @dots{})} type specifier.
1508 @end defmac
1510 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1511 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1512 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1513 simply returning @code{nil}.
1514 @end defmac
1516 @node Blocks and Exits
1517 @section Blocks and Exits
1518 @cindex block
1519 @cindex exit
1521 @noindent
1522 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1523 similar to @code{catch} and @code{throw}, with lexical scoping.
1524 This package actually implements @code{cl-block}
1525 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1526 byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1527 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1529 @defmac cl-block name forms@dots{}
1530 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1531 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1532 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1533 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1534 a @code{cl-return-from} occurs.
1536 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1537 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1538 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1539 (such as quoted symbols) that evaluate to a tag at run-time; and
1540 also that blocks are always lexically scoped.
1541 In a dynamically scoped @code{catch}, functions called from the
1542 @code{catch} body can also @code{throw} to the @code{catch}.  This
1543 is not an option for @code{cl-block}, where
1544 the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1545 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1546 They may not appear within other called functions, although they may
1547 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1548 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1550 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1551 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1552 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1553 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1554 forms, which do create the implicit block.
1556 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1557 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1558 just as in Common Lisp.
1560 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp's @code{catch}
1561 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1562 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1563 the byte compiler will optimize away the @code{catch}
1564 if the block does
1565 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1566 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1567 functions that don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1568 support it.
1569 @end defmac
1571 @defmac cl-return-from name [result]
1572 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1573 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1574 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1575 Otherwise, @code{nil} is returned.
1576 @end defmac
1578 @defmac cl-return [result]
1579 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1580 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1581 themselves in @code{nil} blocks.
1582 @end defmac
1584 @c FIXME?  Maybe this should be in a separate section?
1585 @defmac cl-tagbody &rest labels-or-statements
1586 This macro executes statements while allowing for control transfer to
1587 user-defined labels.  Each element of @var{labels-or-statements} can
1588 be either a label (an integer or a symbol), or a cons-cell
1589 (a statement).  This distinction is made before macroexpansion.
1590 Statements are executed in sequence, discarding any return value.
1591 Any statement can transfer control at any time to the statements that follow
1592 one of the labels with the special form @code{(go @var{label})}.
1593 Labels have lexical scope and dynamic extent.
1594 @end defmac
1597 @node Iteration
1598 @section Iteration
1599 @cindex iteration
1601 @noindent
1602 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1603 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic loop forms
1604 (@pxref{Iteration,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
1606 @defmac cl-loop forms@dots{}
1607 This package supports both the simple, old-style meaning of
1608 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1609 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1610 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1611 The simple form of @code{loop} is described here.
1613 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1614 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1615 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1616 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1618 @example
1619 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1620 @end example
1622 @noindent
1623 is exactly equivalent to
1625 @example
1626 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1627 @end example
1629 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1630 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1631 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1632 in the above notation would simply access and throw away the
1633 value of a variable.)
1634 @end defmac
1636 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1637 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1638 of the form
1640 @example
1641 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1642 @end example
1644 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1645 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1646 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1647 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1648 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1649 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1650 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1651 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1652 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1654 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1655 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1656 loop at any time.
1658 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1659 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1660 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1661 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1662 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1663 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1664 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1665 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1666 @code{let}.
1668 This example (from Steele) illustrates a loop that applies the
1669 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1670 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1671 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1672 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1673 the rest of the loop.
1675 @example
1676 (cl-do ((x foo (cdr x))
1677         (y bar (cdr y))
1678         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1679      ((or (null x) (null y))
1680       (nreverse z)))
1681 @end example
1682 @end defmac
1684 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1685 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1686 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1687 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1688 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1690 Here is another way to write the above loop:
1692 @example
1693 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1694          (yp bar (cdr yp))
1695          (x (car xp) (car xp))
1696          (y (car yp) (car yp))
1697          z)
1698   ((or (null xp) (null yp))
1699    (nreverse z))
1700   (push (f x y) z))
1701 @end example
1702 @end defmac
1704 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1705 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dolist},
1706 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1707 @end defmac
1709 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1710 This is exactly like the standard Emacs Lisp macro @code{dotimes},
1711 but surrounds the loop with an implicit @code{nil} block.
1712 The body is executed with @var{var} bound to the integers
1713 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1714 @c FIXME lispref does not state this part explicitly, could move this there.
1715 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1716 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1717 to get the return value for the loop form.
1718 @end defmac
1720 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1721 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1722 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1723 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1724 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1725 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1726 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1727 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1728 @end defmac
1730 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1731 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1732 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1733 @end defmac
1735 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1736 iterating over vectors or lists.
1738 @node Loop Facility
1739 @section Loop Facility
1740 @cindex loop facility
1742 @noindent
1743 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs was
1744 that they were either too simple and limited, such as @code{dotimes}
1745 or @code{while}, or too unreadable and obscure, like Common Lisp's
1746 @code{do} loop.
1748 To remedy this, Common Lisp added a construct called the ``Loop
1749 Facility'' or ``@code{loop} macro'', with an easy-to-use but very
1750 powerful and expressive syntax.
1752 @menu
1753 * Loop Basics::           The @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1754 * Loop Examples::         Working examples of the @code{cl-loop} macro.
1755 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1756 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1757 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1758 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1759 @end menu
1761 @node Loop Basics
1762 @subsection Loop Basics
1764 @noindent
1765 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1766 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1767 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1768 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1770 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1771 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1772 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1774 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1775 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1776 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1777 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1778 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1779 specify initializations, such as the binding of temporary
1780 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1781 and final cleanup.
1783 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1784 loop:
1786 @example
1787 (loop @var{name-clause}
1788       @var{var-clauses}@dots{}
1789       @var{action-clauses}@dots{})
1790 @end example
1792 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1793 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1794 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1795 variables should be bound during the loop, and how they should
1796 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1797 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1798 as computing, collecting, and returning values.
1800 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1801 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1802 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1803 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1804 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1806 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1807 them to return a value by using an accumulation clause like
1808 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1809 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1810 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1811 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1812 break out of the loop.)
1813 @end defmac
1815 The following sections give some examples of the loop macro in
1816 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1817 Consult the second edition of Steele for additional discussion
1818 and examples.
1820 @node Loop Examples
1821 @subsection Loop Examples
1823 @noindent
1824 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1825 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1826 language.
1828 @example
1829 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1830          collect (buffer-file-name buf))
1831 @end example
1833 @noindent
1834 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1835 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1836 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1837 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
1838 The result is a list of the file names of all the buffers in
1839 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
1840 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
1842 @example
1843 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
1844 @end example
1846 @noindent
1847 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
1848 current buffer.
1850 @example
1851 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
1852 @end example
1854 @noindent
1855 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
1856 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
1857 the loop exits immediately.
1859 @example
1860 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
1861 @end example
1863 @noindent
1864 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
1865 is always called at least once.
1867 @example
1868 (cl-loop for x from 1 to 100
1869          for y = (* x x)
1870          until (>= y 729)
1871          finally return (list x (= y 729)))
1872 @end example
1874 @noindent
1875 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
1876 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
1877 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
1878 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
1879 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
1880 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
1881 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
1882 clause gives a condition for terminating the loop, and the
1883 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
1884 (This particular example was written less concisely than it
1885 could have been, just for the sake of illustration.)
1887 Note that even though this loop contains three clauses (two
1888 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
1889 define loops all by themselves, it still creates a single loop
1890 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
1891 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
1893 @node For Clauses
1894 @subsection For Clauses
1896 @noindent
1897 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
1898 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
1899 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
1900 and usually an end condition based on those variables.
1902 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
1903 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
1904 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
1905 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
1906 the type of iteration; in this package both @code{being} and
1907 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
1908 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
1909 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
1910 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
1911 is purely a matter of style.
1913 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
1915 @example
1916 (setq i 'happy)
1917 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
1919      @result{} happy
1920 @end example
1922 @table @code
1923 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
1924 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
1925 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
1926 term so that the clause is marked as a counting clause.
1928 The three expressions are the starting value, the ending value, and
1929 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
1930 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
1931 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
1932 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
1933 counts forever without stopping (unless stopped by some other
1934 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
1935 counts in steps of one.
1937 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
1938 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
1939 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
1940 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
1941 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
1942 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
1943 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
1944 that they are exclusive rather than inclusive limits:
1946 @example
1947 (cl-loop for x to 10 collect x)
1948         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
1949 (cl-loop for x below 10 collect x)
1950         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
1951 @end example
1953 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
1954 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
1955 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
1956 itself.
1958 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
1959 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
1960 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
1961 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
1962 function taking one argument.  For example:
1964 @example
1965 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
1966         @result{} (1 4 9 16 25 36)
1967 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
1968         @result{} (1 9 25)
1969 @end example
1971 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
1972 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
1974 @example
1975 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
1976         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
1977 @end example
1979 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
1980 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
1981 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
1982 rather than just a temporary variable.  For example,
1984 @example
1985 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
1986 @end example
1988 @noindent
1989 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
1990 is an extension to standard Common Lisp.
1992 @item for @var{var} across @var{array}
1993 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
1994 which may be a vector or a string.
1996 @example
1997 (cl-loop for x across "aeiou"
1998          do (use-vowel (char-to-string x)))
1999 @end example
2001 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2002 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2003 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2005 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2006 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2007 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2008 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2009 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2010 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2011 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2013 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2014 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence @dots{})}
2015 term of the older macros is not supported.
2017 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2018 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2019 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2021 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2022 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2023 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2024 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2025 an unspecified order.
2027 As an example,
2029 @example
2030 (cl-loop for sym being the symbols
2031          when (fboundp sym)
2032          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2033          collect sym)
2034 @end example
2036 @noindent
2037 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2039 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2040 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2042 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2043 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2044 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2045 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2046 one of these types of clauses with other clauses like @code{for @dots{} to}
2047 or @code{while}.
2049 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2050 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2051 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2052 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2053 a second variable to the opposite part.
2055 @example
2056 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2057                using (hash-values v)
2058          do
2059          (message "key %S -> value %S" k v))
2060 @end example
2062 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2063 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2064 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2065 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2066 (parent) keymaps.
2067 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2068 together.
2070 @example
2071 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2072                using (key-bindings b)
2073          do
2074          (message "key %S -> binding %S" c b))
2075 @end example
2078 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2079 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2080 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2081 vectors.  The strings or vectors
2082 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2083 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings @dots{})}
2084 clause to get the command bindings as well.
2086 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2087 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2088 (the clause @code{extents} is synonymous
2089 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2090 buffer is used.
2091 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2092 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2093 overlap the specified region.
2095 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2096 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2097 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2098 of start and end positions, where one start position is always equal
2099 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2100 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2101 term restricts the search to just the specified property.  The
2102 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2104 @item for @var{var} being the frames
2105 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2106 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2107 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2109 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2110 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2111 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2112 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2113 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2114 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2115 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2116 @code{walk-windows} instead.
2118 @item for @var{var} being the buffers
2119 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2120 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2122 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2123 This clause does a general iteration.  The first time through
2124 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2125 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2126 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2127 these two loops are effectively the same:
2129 @example
2130 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do @dots{})
2131 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do @dots{})
2132 @end example
2134 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2135 of terminating condition; the above example combines it with a
2136 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2138 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2139 the initial setting and for successive settings:
2141 @example
2142 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2143 @end example
2145 @noindent
2146 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2147 function until it gets a positive one, which it then returns.
2148 @end table
2150 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2151 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2152 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2153 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2154 and @code{cl-psetq}).
2156 @example
2157 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2158         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2159 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2160         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2161 @end example
2163 @noindent
2164 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2165 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2166 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2167 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2168 through the loop.
2170 @cindex destructuring, in cl-loop
2171 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @emph{destructuring},
2172 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}
2173 (@pxref{Argument Lists}).
2174 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2175 of variables instead of a single variable.  The values produced
2176 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2177 stored in the corresponding variables.
2179 @example
2180 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2181         @result{} (5 9 13)
2182 @end example
2184 In loop destructuring, if there are more values than variables
2185 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2186 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2187 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2188 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2189 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2190 to process an alist
2192 @example
2193 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2194          collect value)
2195         @result{} (1 2)
2196 @end example
2198 @node Iteration Clauses
2199 @subsection Iteration Clauses
2201 @noindent
2202 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2203 that control the way the loop operates.  They might be used by
2204 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2206 @table @code
2207 @item repeat @var{integer}
2208 This clause simply counts up to the specified number using an
2209 internal temporary variable.  The loops
2211 @example
2212 (cl-loop repeat (1+ n) do @dots{})
2213 (cl-loop for temp to n do @dots{})
2214 @end example
2216 @noindent
2217 are identical except that the second one forces you to choose
2218 a name for a variable you aren't actually going to use.
2220 @item while @var{condition}
2221 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2222 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2223 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2224 that surrounds the second one:
2226 @example
2227 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2228 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2229 @end example
2231 @item until @var{condition}
2232 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2233 i.e., non-@code{nil}.
2235 @item always @var{condition}
2236 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2237 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2238 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2239 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2241 @example
2242 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2243     (only-big-sizes)
2244   (some-small-sizes))
2245 @end example
2247 @item never @var{condition}
2248 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2249 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2251 @item thereis @var{condition}
2252 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2253 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2254 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2256 @item iter-by @var{iterator}
2257 This clause iterates over the values from the specified form, an
2258 iterator object.  See (@pxref{Generators,,,elisp,GNU Emacs Lisp
2259 Reference Manual}).
2260 @end table
2262 @node Accumulation Clauses
2263 @subsection Accumulation Clauses
2265 @noindent
2266 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2267 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2268 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2270 @table @code
2271 @item collect @var{form}
2272 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2273 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2275 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2276 likewise for the other accumulation clauses.
2278 @item append @var{form}
2279 This clause collects lists of values into a result list using
2280 @code{append}.
2282 @item nconc @var{form}
2283 This clause collects lists of values into a result list by
2284 destructively modifying the lists rather than copying them.
2286 @item concat @var{form}
2287 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2288 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2289 standard Common Lisp.)
2291 @item vconcat @var{form}
2292 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2293 into a vector.
2295 @item count @var{form}
2296 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2297 evaluates to a non-@code{nil} value.
2299 @item sum @var{form}
2300 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2301 @var{form}, which must evaluate to a number.
2303 @item maximize @var{form}
2304 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2305 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2306 @code{maximize} is executed zero times.
2308 @item minimize @var{form}
2309 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2310 @end table
2312 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2313 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2314 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2315 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2316 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2317 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2318 the accumulated result.
2320 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2321 accumulate into the same place.  From Steele:
2323 @example
2324 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2325          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2326          collect name
2327          append kids)
2328         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2329 @end example
2331 @node Other Clauses
2332 @subsection Other Clauses
2334 @noindent
2335 This section describes the remaining loop clauses.
2337 @table @code
2338 @item with @var{var} = @var{value}
2339 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2340 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2341 loops are basically equivalent:
2343 @example
2344 (cl-loop with x = 17 do @dots{})
2345 (let ((x 17)) (cl-loop do @dots{}))
2346 (cl-loop for x = 17 then x do @dots{})
2347 @end example
2349 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2350 in the rest of the loop.  For example:
2352 @example
2353 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2354          finally return res)
2355 @end example
2357 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2358 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2359 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2360 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2361 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2362 front of @code{res} rather than the end.
2364 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2365 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2366 unnecessary.)
2368 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2369 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2370 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2371 @code{let} instead.
2373 @item if @var{condition} @var{clause}
2374 This clause executes the following loop clause only if the specified
2375 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2376 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2377 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2378 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2379 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2380 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2381 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2383 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2384 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2386 @example
2387 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2388      @result{} (6 13 -1)
2389 (cl-loop for x below 10
2390          if (cl-oddp x)
2391            collect x into odds
2392            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2393          else
2394            collect x into evens
2395          finally return (vector odds evens))
2396         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2397 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2398      @result{} (6 7 13 -1)
2399 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2400         @result{} (13 -1)
2401 @end example
2403 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2404 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2405 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2406 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2407 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2408 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2409 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2410 returns early; the actual returned value is based on the result
2411 of the @code{memq} call.
2413 @item when @var{condition} @var{clause}
2414 This clause is just a synonym for @code{if}.
2416 @item unless @var{condition} @var{clause}
2417 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2418 sense of the condition is reversed.
2420 @item named @var{name}
2421 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2422 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2423 used as the block name.
2425 @item initially [do] @var{forms}@dots{}
2426 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2427 executed before the loop itself begins (but after any variables
2428 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2429 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2430 if there are several, they are executed in the order they appear
2431 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2433 @item finally [do] @var{forms}@dots{}
2434 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2435 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2436 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2437 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2438 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2440 @item finally return @var{form}
2441 This says that @var{form} should be executed after the loop
2442 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2443 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2444 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2445 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2446 is executed.
2448 @item do @var{forms}@dots{}
2449 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2450 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2451 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2452 @code{do}.
2454 @item return @var{form}
2455 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2456 Lisp form is evaluated to give the return value of the loop
2457 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2458 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2459 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2460 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2462 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2463 @samp{do (cl-return @var{form})} (or @code{cl-return-from} if the loop
2464 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2465 efficiently, though.
2466 @end table
2468 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop},
2469 this package does offer two properties called @code{cl-loop-handler}
2470 and @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when a
2471 given symbol is encountered as a top-level loop clause or @code{for}
2472 clause, respectively.  Consult the source code in file
2473 @file{cl-macs.el} for details.
2475 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2476 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2477 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses that
2478 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2479 buffers are Emacs-specific extensions.
2481 @node Multiple Values
2482 @section Multiple Values
2483 @cindex multiple values
2485 @noindent
2486 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2487 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2488 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2489 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2490 than one value either return just the first value (as in
2491 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values.
2492 This package @emph{does} define placeholders
2493 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2494 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2495 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2496 in Emacs.
2498 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2499 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2500 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2501 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2502 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2503 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2504 values, the excess values are ignored.
2505 @end defmac
2507 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2508 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2509 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2510 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2511 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2512 @end defmac
2514 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2515 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2517 @node Macros
2518 @chapter Macros
2520 @noindent
2521 This package implements the various Common Lisp features of
2522 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2523 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2524 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2525 @xref{Argument Lists}.
2527 Destructuring is made available to the user by way of the
2528 following macro:
2530 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2531 This macro expands to code that executes @var{forms}, with
2532 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2533 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2534 the features allowed for @code{cl-defmacro} argument lists,
2535 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2536 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2537 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2538 or with incorrect keyword arguments.
2539 @end defmac
2541 @cindex compiler macros
2542 @cindex define compiler macros
2543 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2544 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2545 optimizations for your functions.
2547 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2548 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2549 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2550 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2551 @code{macroexpand} function.
2553 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2554 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2555 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2556 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2557 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2558 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2559 function, leaving complicated cases alone.
2561 For example, here is a simplified version of a definition that
2562 appears as a standard part of this package:
2564 @example
2565 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2566      (if (and (null keys)
2567               (eq (car-safe a) 'quote)
2568               (not (floatp (cadr a))))
2569          (list 'memq a list)
2570        form))
2571 @end example
2573 @noindent
2574 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2575 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2576 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2577 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2578 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2579 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2580 common @code{:test} predicates.)
2581 @end defmac
2583 @defun cl-compiler-macroexpand form
2584 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2585 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2586 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2587 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2588 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2589 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2590 for which no further expansion is possible.
2591 @end defun
2593 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2594 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2595 definitions.
2597 @node Declarations
2598 @chapter Declarations
2600 @noindent
2601 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2602 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2603 about the types of data that will be stored in particular variables,
2604 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2605 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2606 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
2607 and @code{the}.
2609 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in Emacs
2610 Lisp.  For example, the byte-code system provides little
2611 opportunity to benefit from type information.
2612 @ignore
2613 and @code{special} declarations are redundant in a fully
2614 dynamically-scoped Lisp.
2615 @end ignore
2616 A few declarations are meaningful when byte compiler optimizations
2617 are enabled, as they are by the default.  Otherwise these
2618 declarations will effectively be ignored.
2620 @defun cl-proclaim decl-spec
2621 This function records a ``global'' declaration specified by
2622 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2623 is evaluated and thus should normally be quoted.
2624 @end defun
2626 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2627 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2628 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2629 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts @code{(cl-eval-when
2630 (compile load eval) @dots{})} around the declarations so that they will
2631 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2632 since normally the declarations are meant to influence the way the
2633 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2634 form.)
2635 @end defmac
2637 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2638 This macro is used to make declarations within functions and other
2639 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2640 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2641 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2642 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2643 is @code{special}.
2644 @end defmac
2646 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2647 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2648 @end defmac
2650 @defmac cl-the type form
2651 @code{cl-the} returns the value of @code{form}, first checking (if
2652 optimization settings permit) that it is of type @code{type}.  Future
2653 byte-compiler optimizations may also make use of this information to
2654 improve runtime efficiency.
2656 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2657 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2658 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2659 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2660 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2661 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2662 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2663 @end defmac
2665 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2666 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2667 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2668 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2669 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2670 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2671 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2673 @table @code
2674 @item special
2675 @c FIXME ?
2676 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2677 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2678 simply tell the byte compiler that the specified
2679 variables are intentionally being referred to without being
2680 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2681 warnings for such references, since they could be typographical
2682 errors for references to local variables.
2684 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2685 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})}.
2687 In top-level contexts, it is generally better to write
2688 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2689 since @code{defvar} makes your intentions clearer.
2691 @item inline
2692 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2693 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2694 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2695 the function @code{cl-acons} is declared @code{inline}
2696 by this package so that the form @code{(cl-acons @var{key} @var{value}
2697 @var{alist})} will
2698 expand directly into @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}
2699 when it is called in user functions, so as to save function calls.
2701 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2702 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2703 and declare it inline all at once.
2705 @example
2706 (cl-declaim (inline foo bar))
2707 (cl-eval-when (compile load eval)
2708   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2709 (defsubst foo (@dots{}) @dots{})       ; instead of defun
2710 @end example
2712 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2713 containing source file is done.  It is correct to use it to
2714 request that a function you have defined should be inlined,
2715 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2716 function.
2718 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
2719 before a particular call to a function to cause just that call to
2720 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2721 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2722 this package.
2724 @item notinline
2725 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2726 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2727 declaration.
2729 @item optimize
2730 This declaration controls how much optimization is performed by
2731 the compiler.
2733 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2734 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2735 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2736 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2737 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2738 The default level for both qualities is 1.
2740 In this package, the @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2741 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2742 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2743 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2744 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2745 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2746 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2747 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2748 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2749 at run-time.)
2751 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2752 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2753 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2754 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2755 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2757 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2758 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2759 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
2760 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2761 current byte-compiler.  (The @code{cl-declare}
2762 will set the new optimization level, but that level will not
2763 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2765 @item warn
2766 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2767 by the byte compiler.  The word @code{warn} is followed by any
2768 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2769 qualities.  The currently supported warning types are
2770 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2771 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2772 disable these warnings and any higher value will enable them.
2773 See the documentation of the variable @code{byte-compile-warnings}
2774 for more details.
2775 @end table
2777 @node Symbols
2778 @chapter Symbols
2780 @noindent
2781 This package defines several symbol-related features that were
2782 missing from Emacs Lisp.
2784 @menu
2785 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2786 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2787 @end menu
2789 @node Property Lists
2790 @section Property Lists
2792 @noindent
2793 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2794 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2795 There are also functions for working with property lists as
2796 first-class data structures not attached to particular symbols.
2798 @defun cl-get symbol property &optional default
2799 This function is like @code{get}, except that if the property is
2800 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2801 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2802 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2803 Lisp's @code{get}.)
2805 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2806 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2807 @end defun
2809 @defun cl-remprop symbol property
2810 This function removes the entry for @var{property} from the property
2811 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2812 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2813 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2814 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2815 to distinguish between a missing property and a property whose value
2816 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2817 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2818 @end defun
2820 @defun cl-getf place property &optional default
2821 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2822 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2823 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2824 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2825 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2826 is given).
2828 In particular,
2830 @example
2831 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-getf (symbol-plist sym) prop)
2832 @end example
2834 It is valid to use @code{cl-getf} as a @code{setf} place, in which case
2835 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
2836 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
2837 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
2838 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
2839 pair onto the list if the property is not yet present.
2841 @example
2842 (put sym prop val) @equiv{} (setf (cl-getf (symbol-plist sym) prop) val)
2843 @end example
2845 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
2846 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
2848 @example
2849 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
2850 @end example
2852 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
2853 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
2855 When not used as a @code{setf} form, @code{cl-getf} is just a regular
2856 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
2857 expression.
2858 @end defun
2860 @defmac cl-remf place property
2861 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
2862 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
2863 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
2864 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
2865 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
2866 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
2867 out the property and value cells.
2868 @end defmac
2870 @node Creating Symbols
2871 @section Creating Symbols
2873 @noindent
2874 These functions create unique symbols, typically for use as
2875 temporary variables.
2877 @defun cl-gensym &optional x
2878 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
2879 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
2880 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
2881 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
2882 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
2883 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
2884 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
2885 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
2886 code.
2888 (Internally, the variable @code{cl--gensym-counter} holds the counter
2889 used to generate names.  It is initialized with zero and incremented
2890 after each use.)
2891 @end defun
2893 @defun cl-gentemp &optional x
2894 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
2895 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
2896 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
2897 again until a new symbol is generated.
2898 @end defun
2900 This package automatically creates all keywords that are called for by
2901 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
2902 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
2903 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
2904 provided.
2906 @node Numbers
2907 @chapter Numbers
2909 @noindent
2910 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
2911 that were left out of Emacs Lisp.
2913 @menu
2914 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, etc.
2915 * Numerical Functions::         @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, etc.
2916 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
2917 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}, etc.
2918 @end menu
2920 @node Predicates on Numbers
2921 @section Predicates on Numbers
2923 @noindent
2924 These functions return @code{t} if the specified condition is
2925 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
2927 @defun cl-plusp number
2928 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
2929 error if the argument is not a number.
2930 @end defun
2932 @defun cl-minusp number
2933 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
2934 error if the argument is not a number.
2935 @end defun
2937 @defun cl-oddp integer
2938 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
2939 error if the argument is not an integer.
2940 @end defun
2942 @defun cl-evenp integer
2943 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
2944 error if the argument is not an integer.
2945 @end defun
2947 @defun cl-digit-char-p char radix
2948 Test if @var{char} is a digit in the specified @var{radix} (default is
2949 10).  If it is, return the numerical value of digit @var{char} in
2950 @var{radix}.
2951 @end defun
2953 @node Numerical Functions
2954 @section Numerical Functions
2956 @noindent
2957 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
2959 @defun cl-gcd &rest integers
2960 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
2961 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2962 For zero arguments, it returns zero.
2963 @end defun
2965 @defun cl-lcm &rest integers
2966 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
2967 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
2968 For zero arguments, it returns one.
2969 @end defun
2971 @defun cl-isqrt integer
2972 This function computes the ``integer square root'' of its integer
2973 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
2974 square root of the argument.
2975 @end defun
2977 @defun cl-floor number &optional divisor
2978 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
2979 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
2980 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
2981 first return value to yield the argument again.  If the argument
2982 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
2983 If the argument is a floating-point number, the first
2984 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
2985 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
2987 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
2988 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
2989 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
2990 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
2991 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
2992 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
2993 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
2994 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
2996 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
2997 function, except that it returns the two results in a list since
2998 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
2999 @end defun
3001 @defun cl-ceiling number &optional divisor
3002 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3003 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3004 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3005 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3006 @end defun
3008 @defun cl-truncate number &optional divisor
3009 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3010 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3011 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3012 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
3013 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
3014 the same sign as @var{number}.
3015 @end defun
3017 @defun cl-round number &optional divisor
3018 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3019 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3020 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3021 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3022 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3023 @end defun
3025 @defun cl-mod number divisor
3026 This function returns the same value as the second return value
3027 of @code{cl-floor}.
3028 @end defun
3030 @defun cl-rem number divisor
3031 This function returns the same value as the second return value
3032 of @code{cl-truncate}.
3033 @end defun
3035 @defun cl-parse-integer string &key start end radix junk-allowed
3036 This function implements the Common Lisp @code{parse-integer}
3037 function.  It parses an integer in the specified @var{radix} from the
3038 substring of @var{string} between @var{start} and @var{end}.  Any
3039 leading and trailing whitespace chars are ignored.  The function
3040 signals an error if the substring between @var{start} and @var{end}
3041 cannot be parsed as an integer, unless @var{junk-allowed} is
3042 non-@code{nil}.
3043 @end defun
3045 @node Random Numbers
3046 @section Random Numbers
3048 @noindent
3049 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3050 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3051 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3052 @c FIXME?  Still true?
3053 random numbers than the simple generators supplied by many
3054 operating systems.
3056 @defun cl-random number &optional state
3057 This function returns a random nonnegative number less than
3058 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3059 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3060 that holds the state of the random number generator.  The
3061 function modifies this state object as a side effect.  If
3062 @var{state} is omitted, it defaults to the internal variable
3063 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3064 default @code{random-state} object.  (Since any number of programs in
3065 the Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in
3066 interleaved fashion, the sequence generated from this will be
3067 irreproducible for all intents and purposes.)
3068 @end defun
3070 @defun cl-make-random-state &optional state
3071 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3072 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3073 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3074 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3075 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3076 random-state object) will return identical sequences of random
3077 numbers.
3079 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3080 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3081 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3082 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3083 be an integer in which case the new object is seeded from that
3084 integer; each different integer seed will result in a completely
3085 different sequence of random numbers.
3087 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3088 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3089 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3090 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3091 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3092 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3093 from the file.
3094 @end defun
3096 @defun cl-random-state-p object
3097 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3098 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3099 @end defun
3101 @node Implementation Parameters
3102 @section Implementation Parameters
3104 @noindent
3105 This package defines several useful constants having to do with
3106 floating-point numbers.
3108 It determines their values by exercising the computer's
3109 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3110 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3111 function that must be called before the parameters can be used.
3113 @defun cl-float-limits
3114 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3115 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3116 called, these parameters will be @code{nil}.
3117 @c If this version of Emacs does not support floats, the parameters will
3118 @c remain @code{nil}.
3119 If the parameters have already been initialized, the function returns
3120 immediately.
3122 The algorithm makes assumptions that will be valid for almost all
3123 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3124 unusual, e.g., decimal.
3125 @end defun
3127 Since true Common Lisp supports up to four different kinds of floating-point
3128 numbers, it has families of constants like
3129 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3130 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3131 kind of floating-point number, so this package just uses single constants.
3133 @defvar cl-most-positive-float
3134 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3135 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3136 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3137 is approximately @code{1.79e+308}.
3138 @end defvar
3140 @defvar cl-most-negative-float
3141 This constant equals the most negative value a Lisp float can hold.
3142 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3143 @end defvar
3145 @defvar cl-least-positive-float
3146 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3147 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3148 supported or @code{2.22e-308} if not.
3149 @end defvar
3151 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3152 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3153 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3154 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3155 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3156 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3157 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3158 @end defvar
3160 @defvar cl-least-negative-float
3161 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3162 @end defvar
3164 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3165 This constant is the negative counterpart of
3166 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3167 @end defvar
3169 @defvar cl-float-epsilon
3170 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3171 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3172 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3173 is about @code{2.22e-16}.
3174 @end defvar
3176 @defvar cl-float-negative-epsilon
3177 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3178 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3179 @code{1.11e-16}.
3180 @end defvar
3182 @node Sequences
3183 @chapter Sequences
3185 @noindent
3186 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3187 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3188 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3189 @code{length}; this package defines most of the rest.
3191 @menu
3192 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3193 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-map}, @code{cl-maplist}, etc.
3194 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3195 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3196 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3197 @end menu
3199 @node Sequence Basics
3200 @section Sequence Basics
3202 @noindent
3203 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3204 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3205 may appear in any order.
3207 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3208 function of one argument.  This key function is used as a filter
3209 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3210 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}.
3211 It searches for an element of the list whose @sc{car} equals
3212 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3213 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3214 the identity function.
3216 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3217 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3218 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3219 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3220 function in the same order as the original sequence function
3221 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3222 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3223 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3224 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3225 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3226 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3228 Many functions that take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3229 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3230 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3231 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3232 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3234 @example
3235 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3236 @end example
3238 @noindent
3239 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3241 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3242 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments, which
3243 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3244 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3245 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3246 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3247 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3248 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3249 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3250 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3251 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3253 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3254 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3255 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3256 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3257 to be removed or otherwise processed.
3259 The sequence functions make no guarantees about the order in
3260 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3261 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3262 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3263 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3264 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3265 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3266 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3267 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3269 Strings may contain ``text properties'' as well
3270 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3271 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3272 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3273 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3274 result.
3276 @node Mapping over Sequences
3277 @section Mapping over Sequences
3279 @noindent
3280 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3281 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3282 built-in function @code{mapcar}.
3284 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3285 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3286 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3287 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3288 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3289 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3290 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3291 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3292 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3293 is always a list.
3295 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3296 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3297 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3298 superset of both.
3299 @end defun
3301 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3302 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3303 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3304 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3305 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3306 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3307 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3308 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3309 @end defun
3311 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3312 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3313 then on the @sc{cdr}s of those lists, and so on, until the
3314 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3315 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3316 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3317 @sc{car}s of the advancing pointers.
3318 @end defun
3320 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3321 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3322 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3323 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3324 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3325 primitive @code{mapc}.  (Note that this function is called
3326 @code{cl-mapc} even in @file{cl.el}, rather than @code{mapc*} as you
3327 might expect.)
3328 @c https://debbugs.gnu.org/6575
3329 @end defun
3331 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3332 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3333 the values returned by @var{function}.
3334 @end defun
3336 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3337 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3338 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3339 rather than simply collecting them into a list.
3340 @end defun
3342 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3343 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3344 the return values using @code{nconc}.
3345 @end defun
3347 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3348 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3349 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3350 @code{cl-some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3351 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3352 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3353 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3354 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3355 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3356 @end defun
3358 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3359 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3360 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3361 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3362 for all elements.
3363 @end defun
3365 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3366 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3367 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3368 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3369 was @code{nil} for all elements.
3370 @end defun
3372 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3373 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3374 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3375 returns @code{nil} for any element, or @code{nil} if the predicate was
3376 true for all elements.
3377 @end defun
3379 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3380 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3381 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3382 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3383 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3384 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3385 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3386 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3387 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3389 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3390 of left-associative:
3392 @example
3393 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3394         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3395 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3396         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3397 @end example
3399 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument, which
3400 is called on each of the sequence elements in turn.
3402 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3403 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3404 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3406 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3407 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3408 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3409 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3410 @end defun
3412 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3413 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3414 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3415 function calls.
3417 @node Sequence Functions
3418 @section Sequence Functions
3420 @noindent
3421 This section describes a number of Common Lisp functions for
3422 operating on sequences.
3424 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3425 This function returns a given subsequence of the argument
3426 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3427 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3428 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3429 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3430 return value is always a copy; it does not share structure
3431 with @var{sequence}.
3433 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3434 may be negative, in which case they represent a distance back
3435 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3436 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3437 the @emph{only} sequence function that allows negative
3438 @var{start} and @var{end}.
3440 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3441 specified range of elements with elements from another sequence.
3442 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3443 @end defun
3445 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3446 This function concatenates the argument sequences together to
3447 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3448 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3449 arguments are always copied, even in cases such as
3450 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3451 identical to an argument.
3452 @end defun
3454 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3455 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3456 part of the sequence) with the value @var{item}.
3457 @end defun
3459 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3460 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3461 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3462 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3463 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3465 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3466 will work correctly even if the regions indicated by the start
3467 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3468 are lists that share storage but are not @code{eq}, and the
3469 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3470 is undefined.
3471 @end defun
3473 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3474 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3475 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3476 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3477 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3478 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3479 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3480 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3481 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3482 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3483 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3484 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3485 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3486 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3487 if @var{count} was also specified).
3488 @end defun
3490 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3491 This deletes all elements of @var{seq} that match @var{item}.
3492 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3493 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3494 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3495 list if necessary to preserve the original list, whereas
3496 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3497 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3498 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3499 @end defun
3501 @findex cl-remove-if
3502 @findex cl-remove-if-not
3503 @findex cl-delete-if
3504 @findex cl-delete-if-not
3505 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3506 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3508 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3509 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3510 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3511 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3512 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3513 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3514 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3515 examined or removed.
3516 @end defun
3518 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3519 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3520 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3521 @end defun
3523 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3524 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3525 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3526 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3527 used to limit the number of substitutions made.
3528 @end defun
3530 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3531 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3532 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3533 by returning a changed copy of the sequence.
3534 @end defun
3536 @findex cl-substitute-if
3537 @findex cl-substitute-if-not
3538 @findex cl-nsubstitute-if
3539 @findex cl-nsubstitute-if-not
3540 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3541 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3542 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3543 @var{old} argument.
3545 @node Searching Sequences
3546 @section Searching Sequences
3548 @noindent
3549 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3550 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3552 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3553 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3554 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3555 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3556 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3557 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3558 limit the range of elements that are searched.
3559 @end defun
3561 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3562 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3563 integer position in the sequence of the matching item rather than
3564 the item itself.  The position is relative to the start of the
3565 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3566 returns @code{nil} if no matching element was found.
3567 @end defun
3569 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3570 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3571 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3572 @end defun
3574 @findex cl-find-if
3575 @findex cl-find-if-not
3576 @findex cl-position-if
3577 @findex cl-position-if-not
3578 @findex cl-count-if
3579 @findex cl-count-if-not
3580 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3581 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3582 functions are defined similarly.
3584 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3585 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3586 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3587 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3588 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3589 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3590 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3591 elements that do not match, or the position at which the shorter of
3592 the two otherwise-matching sequences runs out.
3594 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3595 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3596 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3597 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3599 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3600 which compares two strings case-insensitively.
3601 @end defun
3603 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3604 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3605 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3606 @code{:end1}).  Only matches that fall entirely within the region
3607 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3608 The return value is the index of the leftmost element of the
3609 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3610 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3611 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3612 @end defun
3614 @node Sorting Sequences
3615 @section Sorting Sequences
3617 @defun cl-sort seq predicate @t{&key :key}
3618 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3619 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3620 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3621 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3622 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3623 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3624 numbers into decreasing rather than increasing order.
3626 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3627 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3628 accepts a @code{:key} argument, which is used to preprocess data
3629 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3631 @example
3632 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3633 @end example
3635 @noindent
3636 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3637 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3638 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3639 simple accessor though, since it's used heavily in the current
3640 implementation.
3642 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3643 rearranging the @sc{cdr} pointers in suitable fashion.
3644 @end defun
3646 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3647 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3648 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3649 be rearranged out of their original order by the sort.
3651 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3652 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3653 stable by default.  However, this package reserves the right to
3654 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3655 @end defun
3657 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3658 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3659 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3660 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3661 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3662 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3663 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3664 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3665 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3666 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3667 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3668 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3669 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3670 @var{predicate}.
3671 @end defun
3673 @node Lists
3674 @chapter Lists
3676 @noindent
3677 The functions described here operate on lists.
3679 @menu
3680 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3681 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3682 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3683 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}, etc.
3684 @end menu
3686 @node List Functions
3687 @section List Functions
3689 @noindent
3690 This section describes a number of simple operations on lists,
3691 i.e., chains of cons cells.
3693 @defun cl-caddr x
3694 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3695 Likewise, this package aliases all 24 @code{c@var{xxx}r} functions
3696 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3697 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3698 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3699 @end defun
3701 @defun cl-first x
3702 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3703 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3704 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3705 @end defun
3707 @defun cl-rest x
3708 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3709 @end defun
3711 @defun cl-endp x
3712 This function acts like @code{null}, but signals an error if @code{x}
3713 is neither a @code{nil} nor a cons cell.
3714 @end defun
3716 @defun cl-list-length x
3717 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3718 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3719 list (where the @sc{cdr}-chain forms a loop rather than terminating
3720 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3721 @code{length} function would get stuck if given a circular list.
3722 See also the @code{safe-length} function.)
3723 @end defun
3725 @defun cl-list* arg &rest others
3726 This function constructs a list of its arguments.  The final
3727 argument becomes the @sc{cdr} of the last cell constructed.
3728 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3729 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3730 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3731 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3732 @end defun
3734 @defun cl-ldiff list sublist
3735 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3736 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3737 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3738 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3739 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3740 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3741 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3742 is returned.
3743 @end defun
3745 @defun cl-copy-list list
3746 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3747 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3748 @end defun
3750 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3751 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3752 @var{y} are both cons cells, their @sc{car}s and @sc{cdr}s are
3753 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3754 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3755 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3756 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3757 @end defun
3759 @node Substitution of Expressions
3760 @section Substitution of Expressions
3762 @noindent
3763 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3764 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3765 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3767 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3768 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3769 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3770 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3771 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3772 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3773 on, and compares against @var{old}, both @sc{car}s and @sc{cdr}s
3774 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3775 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3776 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3777 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3778 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3779 but not to @var{old}.
3780 @end defun
3782 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3783 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3784 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3785 rather than copying.
3786 @end defun
3788 @findex cl-subst-if
3789 @findex cl-subst-if-not
3790 @findex cl-nsubst-if
3791 @findex cl-nsubst-if-not
3792 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3793 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3795 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3796 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3797 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3798 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3799 function, if any), is compared with the @sc{car}s of
3800 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3801 @sc{cdr}.
3802 @end defun
3804 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3805 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3806 @end defun
3808 @node Lists as Sets
3809 @section Lists as Sets
3811 @noindent
3812 These functions perform operations on lists that represent sets
3813 of elements.
3815 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
3816 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
3817 If a match is found, it returns the cons cell whose @sc{car} was
3818 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
3819 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
3820 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
3821 @xref{Sequences}.
3823 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
3824 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
3825 :test 'equal)}.  With no keyword arguments, @code{cl-member} is
3826 equivalent to @code{memq}.
3827 @end defun
3829 @findex cl-member-if
3830 @findex cl-member-if-not
3831 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
3832 analogously search for elements that satisfy a given predicate.
3834 @defun cl-tailp sublist list
3835 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
3836 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
3837 any of its @sc{cdr}s.
3838 @end defun
3840 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
3841 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
3842 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
3843 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
3844 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
3845 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
3846 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
3847 become part of the list.
3848 @end defun
3850 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3851 This function combines two lists that represent sets of items,
3852 returning a list that represents the union of those two sets.
3853 The resulting list contains all items that appear in @var{list1}
3854 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
3855 @var{list1} and @var{list2} it is copied only once.  If
3856 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
3857 undefined whether or not that duplication will survive in the
3858 result list.  The order of elements in the result list is also
3859 undefined.
3860 @end defun
3862 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3863 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
3864 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
3865 @end defun
3867 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3868 This function computes the intersection of the sets represented
3869 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
3870 that appear in both @var{list1} and @var{list2}.
3871 @end defun
3873 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3874 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
3875 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
3876 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
3877 @end defun
3879 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3880 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
3881 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3882 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
3883 @end defun
3885 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3886 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
3887 to reuse @var{list1} if possible.
3888 @end defun
3890 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3891 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
3892 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
3893 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
3894 @end defun
3896 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3897 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
3898 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
3899 @end defun
3901 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
3902 This function checks whether @var{list1} represents a subset
3903 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
3904 also appears in @var{list2}.
3905 @end defun
3907 @node Association Lists
3908 @section Association Lists
3910 @noindent
3911 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
3912 one set of values to another; any list whose elements are cons
3913 cells is an association list.
3915 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3916 This function searches the association list @var{a-list} for an
3917 element whose @sc{car} matches (in the sense of @code{:test},
3918 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
3919 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
3920 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} that
3921 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
3922 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
3923 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
3924 elements of @var{a-list} to be an error.)
3925 @end defun
3927 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
3928 This function searches for an element whose @sc{cdr} matches
3929 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
3930 the inverse of the mapping to @var{item}.
3931 @end defun
3933 @findex cl-assoc-if
3934 @findex cl-assoc-if-not
3935 @findex cl-rassoc-if
3936 @findex cl-rassoc-if-not
3937 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
3938 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
3940 Two simple functions for constructing association lists are:
3942 @defun cl-acons key value alist
3943 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
3944 @end defun
3946 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
3947 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
3948 @var{alist})}.
3949 @end defun
3951 @node Structures
3952 @chapter Structures
3954 @noindent
3955 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
3956 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
3957 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
3958 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
3959 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
3960 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
3961 type.
3963 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
3964 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
3965 system provides no way to create new distinct types, this package
3966 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
3967 special ``tag'' symbol to identify them.
3969 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
3970 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
3971 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
3972 may begin with a string which documents the structure type.)
3973 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
3974 are symbols.  For example,
3976 @example
3977 (cl-defstruct person name age sex)
3978 @end example
3980 @noindent
3981 defines a struct type called @code{person} that contains three
3982 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
3983 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
3984 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
3985 using @code{setf} on any of these place forms, for example:
3987 @example
3988 (cl-incf (person-age birthday-boy))
3989 @end example
3991 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
3992 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
3993 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
3994 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
3995 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
3996 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
3998 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
3999 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4001 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4002 true if @var{x} is a @code{person}, and false otherwise.
4004 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4005 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4006 argument is the wrong type.  This check is affected by
4007 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4008 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4009 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4010 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4011 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4012 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4013 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4014 @xref{Declarations}.
4016 @example
4017 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4018      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4019 (setq other (copy-person dave))
4020      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4021 (eq dave other)
4022      @result{} nil
4023 (eq (person-name dave) (person-name other))
4024      @result{} t
4025 (person-p dave)
4026      @result{} t
4027 (person-p [1 2 3 4])
4028      @result{} nil
4029 (person-p "Bogus")
4030      @result{} nil
4031 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4032      @result{} t
4033 @end example
4035 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4036 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4037 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4038 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4039 is a Lisp form that is evaluated any time an instance of the
4040 structure type is created without specifying that slot's value.
4042 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4043 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4044 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4045 the slot's value is determined when the object is created and does
4046 not change afterward.
4048 @example
4049 (cl-defstruct person
4050      (name nil :read-only t)
4051      age
4052      (sex 'unknown))
4053 @end example
4055 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4057 For obscure historical reasons, structure options take a different
4058 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4059 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4060 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4061 enclosed in lists.)
4063 @example
4064 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4065                       (:type list)
4066                       :named)
4067      name age sex)
4068 @end example
4070 The following structure options are recognized.
4072 @table @code
4073 @item :conc-name
4074 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4075 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4076 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4077 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4078 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4079 to name the accessor functions.
4081 @item :constructor
4082 In the simple case, this option takes one argument which is an
4083 alternate name to use for the constructor function.  The default
4084 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4085 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4086 as an argument means that no standard constructor should be
4087 generated at all.
4089 In the full form of this option, the constructor name is followed
4090 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4091 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4092 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4093 The argument names should match the slot names; each slot is
4094 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4095 do not appear in the argument list are initialized based on the
4096 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4097 and @code{&key} arguments that don't specify defaults take their
4098 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4099 that don't correspond to slot names; these are useful if they are
4100 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4101 arguments that @emph{do} correspond to slots.
4103 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4104 options on a structure.  The default constructor is still generated
4105 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4106 option.
4108 @example
4109 (cl-defstruct
4110     (person
4111      (:constructor nil)   ; no default constructor
4112      (:constructor new-person
4113                    (name sex &optional (age 0)))
4114      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4115                                    (dog-years 0)
4116                               &aux (age (* 7 dog-years))
4117                                    (sex 'canine))))
4118     name age sex)
4119 @end example
4121 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4122 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4123 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4124 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4125 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4126 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4128 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4129 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4130 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4131 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4132 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4133 overriding it.
4135 @item :copier
4136 The argument is an alternate name for the copier function for
4137 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4138 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4139 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4141 @item :predicate
4142 The argument is an alternate name for the predicate that recognizes
4143 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4144 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4145 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4146 ever generated.)
4148 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4149 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4150 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4151 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4152 only if they used the default predicate name.
4154 @item :include
4155 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4156 The argument is the name of another structure type previously
4157 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4158 structure type to inherit all of the included structure's slots
4159 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4160 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4161 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4162 for the included type will also accept objects of the new type.
4164 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4165 the included-structure name, these options are treated as replacement
4166 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4167 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4169 @example
4170 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4171         @result{} person
4172 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4173      helmet-size
4174      (favorite-beverage 'tang))
4175         @result{} astronaut
4177 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4178      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4179 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4180      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4182 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4183      @result{} (t t)
4184 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4185      @result{} (nil t)
4187 (person-name buzz)
4188      @result{} "Buzz"
4189 (astronaut-name joe)
4190      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4191 @end example
4193 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4194 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4195 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4196 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4197 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4198 work on astronauts just like other people.
4200 @item :print-function
4201 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4202 that is called to print an instance of the structure type.  The
4203 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4204 allow for such a feature, so this package simply ignores
4205 @code{:print-function}.
4207 @item :type
4208 The argument should be one of the symbols @code{vector} or
4209 @code{list}.  This tells which underlying Lisp data type should be
4210 used to implement the new structure type.  Records are used by
4211 default, but @code{(:type vector)} will cause structure objects to be
4212 stored as vectors and @code{(:type list)} lists instead.
4214 The record and vector representations for structure objects have the
4215 advantage that all structure slots can be accessed quickly, although
4216 creating them are a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to
4217 create, but take a relatively long time accessing the later slots.
4219 @item :named
4220 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4221 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4222 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4223 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4224 features.
4226 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to use
4227 records, which are always tagged.  Therefore, @code{:named} is only
4228 useful in conjunction with @code{:type}.
4230 @example
4231 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4232 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4233 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4234 (cl-defstruct (person4 (:type vector)) name age sex)
4236 (setq p1 (make-person1))
4237      @result{} #s(person1 nil nil nil)
4238 (setq p2 (make-person2))
4239      @result{} (person2 nil nil nil)
4240 (setq p3 (make-person3))
4241      @result{} (nil nil nil)
4242 (setq p4 (make-person4))
4243      @result{} [nil nil nil]
4245 (person1-p p1)
4246      @result{} t
4247 (person2-p p2)
4248      @result{} t
4249 (person3-p p3)
4250      @result{} error: function person3-p undefined
4251 @end example
4253 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4254 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4255 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4256 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4257 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4258 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4259 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4260 proceeding.
4262 @item :initial-offset
4263 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4264 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4265 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4266 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4267 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4268 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4269 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4270 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4271 of the included type and the first new slot.
4272 @end table
4273 @end defmac
4275 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4276 entirely compatible with that of Common Lisp.
4278 The @code{cl-defstruct} package also provides a few structure
4279 introspection functions.
4281 @defun cl-struct-sequence-type struct-type
4282 This function returns the underlying data structure for
4283 @code{struct-type}, which is a symbol.  It returns @code{record},
4284 @code{vector} or @code{list}, or @code{nil} if @code{struct-type} is
4285 not actually a structure.
4286 @end defun
4288 @defun cl-struct-slot-info struct-type
4289 This function returns a list of slot descriptors for structure
4290 @code{struct-type}.  Each entry in the list is @code{(name . opts)},
4291 where @code{name} is the name of the slot and @code{opts} is the list
4292 of slot options given to @code{defstruct}.  Dummy entries represent
4293 the slots used for the struct name and that are skipped to implement
4294 @code{:initial-offset}.
4295 @end defun
4297 @defun cl-struct-slot-offset struct-type slot-name
4298 Return the offset of slot @code{slot-name} in @code{struct-type}.  The
4299 returned zero-based slot index is relative to the start of the
4300 structure data type and is adjusted for any structure name and
4301 :initial-offset slots.  Signal error if struct @code{struct-type} does
4302 not contain @code{slot-name}.
4303 @end defun
4305 @defun cl-struct-slot-value struct-type slot-name inst
4306 Return the value of slot @code{slot-name} in @code{inst} of
4307 @code{struct-type}.  @code{struct} and @code{slot-name} are symbols.
4308 @code{inst} is a structure instance.  This routine is also a
4309 @code{setf} place.  Can signal the same errors as @code{cl-struct-slot-offset}.
4310 @end defun
4312 @node Assertions
4313 @chapter Assertions and Errors
4315 @noindent
4316 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4317 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4318 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4319 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4321 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4322 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4323 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4324 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4326 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4327 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4328 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4329 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4331 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4332 You can specify a different error message by including a @var{string}
4333 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4334 passed to @code{error} to signal the error.
4336 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4337 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4338 will also include all non-constant arguments of the top-level
4339 @var{form}.  For example:
4341 @example
4342 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4343 @end example
4345 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4346 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4347 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4348 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4349 makes no sense to specify @var{places}.
4350 @end defmac
4352 @defmac cl-check-type form type [string]
4353 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4354 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4355 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4356 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4357 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4358 error message in place of @var{type}.  For example:
4360 @example
4361 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4362 @end example
4364 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4365 that may be used for @var{type}.
4367 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4368 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4369 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4370 user to modify @var{place}.
4371 @end defmac
4373 @node Efficiency Concerns
4374 @appendix Efficiency Concerns
4376 @appendixsec Macros
4378 @noindent
4379 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4380 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4381 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4382 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4383 the form
4385 @example
4386 (cl-incf i n)
4387 @end example
4389 @noindent
4390 is expanded at compile-time to the Lisp form
4392 @example
4393 (setq i (+ i n))
4394 @end example
4396 @noindent
4397 which is the most efficient way of doing this operation
4398 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4399 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4401 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4402 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4403 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4404 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4405 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4406 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4407 hundred times.
4409 You can find out how a macro expands by using the
4410 @code{cl-prettyexpand} function.
4412 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4413 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4414 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4415 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4416 all Lisp macros that appear in the form.  The easiest way to use
4417 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4419 @example
4420 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4421 @end example
4423 @noindent
4424 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4425 an expansion similar to:
4427 @example
4428 (cl-block nil
4429      (let* ((x 0)
4430             (G1004 nil))
4431        (while (< x 10)
4432          (setq G1004 (cons x G1004))
4433          (setq x (+ x 1)))
4434        (nreverse G1004)))
4435 @end example
4437 @noindent
4438 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4439 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4440 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4441 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4443 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4444 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4445 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4446 a top-level form in a file being compiled.
4448 @c FIXME none of these examples are still applicable.
4449 @ignore
4450 For example,
4452 @example
4453 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4454      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4455 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4456      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4457 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4458      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4459 @end example
4460 @end ignore
4462 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4463 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4464 @end defun
4466 @appendixsec Error Checking
4468 @noindent
4469 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4470 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4471 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4472 incompatibility.
4474 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4475 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation that is not
4476 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4477 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4478 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4479 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4480 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms; extra
4481 forms are ignored by this package rather than signaling a syntax
4482 error.  Functions taking keyword arguments will accept an odd number
4483 of arguments, treating the trailing keyword as if it were followed by
4484 the value @code{nil}.
4486 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4487 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4488 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4489 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4490 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4491 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4492 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4493 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4494 do check their keyword arguments for validity.
4496 @appendixsec Compiler Optimizations
4498 @noindent
4499 Changing the value of @code{byte-optimize} from the default @code{t}
4500 is highly discouraged; many of the Common
4501 Lisp macros emit
4502 code that can be improved by optimization.  In particular,
4503 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4504 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4505 byte-compiler removes @code{cl-block}s that are not actually
4506 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4508 @node Common Lisp Compatibility
4509 @appendix Common Lisp Compatibility
4511 @noindent
4512 The following is a list of some of the most important
4513 incompatibilities between this package and Common Lisp as documented
4514 in Steele (2nd edition).
4516 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4517 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4518 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4519 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4520 keyword does not work in @code{cl-defmacro} argument lists (except
4521 inside recursive argument lists).
4523 The @code{equal} predicate does not distinguish
4524 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4525 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4527 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4528 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4529 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4530 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4531 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4533 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4534 and type specifiers are unimplemented.
4536 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4537 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4538 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4539 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4540 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4541 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4542 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4544 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4545 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4546 example, local @code{special} declarations, which are purely
4547 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4548 set down in Steele's book.
4550 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with zero.
4552 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that the
4553 @code{:type} slot option is ignored.
4555 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4557 @node Porting Common Lisp
4558 @appendix Porting Common Lisp
4560 @noindent
4561 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4562 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4563 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4564 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4565 one, some of the features in this package are not fully compliant
4566 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4567 are also quite a few features that this package does not provide
4568 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4569 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4571 @itemize @bullet
4572 @item
4573 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4574 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4575 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4576 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4578 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4579 is happy to let the program's own functions and variables use
4580 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4581 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4583 @item
4584 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4585 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4586 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4587 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4588 even inside functions called from the body.
4589 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4590 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4591 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4592 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4594 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4595 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4597 @example
4598 (defun map-odd-elements (func list)
4599   (loop for x in list
4600         for flag = t then (not flag)
4601         collect (if flag x (funcall func x))))
4603 (defun add-odd-elements (list x)
4604   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4605 @end example
4607 @noindent
4608 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4609 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4610 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4611 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4612 called.
4614 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4615 not occur.  @xref{Obsolete Lexical Binding}, for a description of the obsolete
4616 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4617 binding when dynamic binding is in use.
4619 @item
4620 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4621 works at the level of individual characters.  For example, Common
4622 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4623 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4624 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4625 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4627 @item
4628 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4629 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4630 won't understand.  For example, @samp{#| @dots{} |#} is an
4631 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4632 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4633 Lisp.
4635 @item
4636 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4637 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4638 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4639 application program would have a package for its own symbols.
4640 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4641 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4642 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4643 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4644 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4646 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4647 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4648 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4649 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4650 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4651 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4652 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4653 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4654 programs that refer to a symbol by the full name sometimes
4655 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4657 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4658 package-like collections of symbols, but this feature is not
4659 strong enough to be used as a true package mechanism.
4661 @item
4662 The @code{format} function is quite different between Common
4663 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4664 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4665 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4666 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4667 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4668 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4669 introduce format codes, and the set of available codes is
4670 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4671 string literals; instead, @code{format} is used with the
4672 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4673 codes provide such features as paragraph filling, case
4674 conversion, and even loops and conditionals.
4676 While it would have been possible to implement most of Common
4677 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4678 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4679 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4680 @code{format}, yet the functionality it would provide over
4681 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4683 @item
4684 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4685 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4686 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4687 something entirely different---strings with properties.
4689 @item
4690 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4691 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4692 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4693 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4694 case-insensitive in Common Lisp.
4696 @item
4697 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4698 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4699 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4700 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4701 streams are a set of existing data types rather than a new data
4702 type of their own.  Hash tables, random-states, and packages
4703 (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather than being
4704 distinct types.
4706 @item
4707 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4708 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4709 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4710 CLOS functionality.
4712 @item
4713 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4714 Lisp features of a different name generally have not been
4715 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4716 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4717 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4718 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4719 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4721 @item
4722 A few more notable Common Lisp features not included in this package:
4723 @code{compiler-let}, @code{prog}, @code{ldb/dpb}, @code{cerror}.
4725 @item
4726 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4727 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4728 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4729 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4730 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4731 numbers using something like
4733 @example
4734 (defun sum-list (list)
4735   (if list
4736       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4737     0))
4738 @end example
4740 @noindent
4741 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4742 these forms:
4744 @example
4745 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
4746 (loop for x in my-list sum x)
4747 @end example
4749 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4750 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4751 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4752 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4753 recursion.
4754 @end itemize
4756 @node Obsolete Features
4757 @appendix Obsolete Features
4759 This section describes some features of the package that are obsolete
4760 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4761 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4762 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4763 in exactly the same way.
4765 @menu
4766 * Obsolete Lexical Binding::    An approximation of lexical binding.
4767 * Obsolete Macros::             Obsolete macros.
4768 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4769 @end menu
4771 @node Obsolete Lexical Binding
4772 @appendixsec Obsolete Lexical Binding
4774 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4775 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4776 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4778 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4779 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4780 establishes are purely lexical.
4781 @end defmac
4783 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4784 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4785 @noindent
4786 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4787 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4788 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4790 @example
4791 (setq a 5)
4792 (defun foo (b) (+ a b))
4793 (let ((a 2)) (foo a))
4794      @result{} 4
4795 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4796      @result{} 7
4797 @end example
4799 @noindent
4800 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4801 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4802 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4803 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4804 body, without any effect on the global variable of the same name.
4806 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4807 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4808 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4809 For example:
4811 @example
4812 (defun make-adder (n)
4813   (lexical-let ((n n))
4814     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4815 (setq add17 (make-adder 17))
4816 (funcall add17 4)
4817      @result{} 21
4818 @end example
4820 @noindent
4821 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4822 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4823 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4824 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4825 call to @code{make-adder} itself.
4827 @example
4828 (defun make-counter ()
4829   (lexical-let ((n 0))
4830     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
4831 (setq count-1 (make-counter))
4832 (funcall count-1 3)
4833      @result{} 3
4834 (funcall count-1 14)
4835      @result{} 17
4836 (setq count-2 (make-counter))
4837 (funcall count-2 5)
4838      @result{} 5
4839 (funcall count-1 2)
4840      @result{} 19
4841 (funcall count-2)
4842      @result{} 6
4843 @end example
4845 @noindent
4846 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
4847 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
4848 function object that is returned.
4850 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
4851 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
4852 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
4853 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
4854 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
4855 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
4856 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
4857 closures, then the lexical variables are free as soon as the
4858 @code{lexical-let} returns.
4860 Many closures are used only during the extent of the bindings they
4861 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
4862 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
4863 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
4864 closures:
4866 @example
4867 (defun add-to-list (x list)
4868   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
4869 (add-to-list 7 '(1 2 5))
4870      @result{} (8 9 12)
4871 @end example
4873 @noindent
4874 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
4875 it is not necessary to make a true closure out of it.
4877 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
4878 to create a named closure.  If several closures are created in the
4879 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
4880 instance of the lexical variable.
4882 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
4883 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
4884 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
4885 @end defmac
4887 @node Obsolete Macros
4888 @appendixsec Obsolete Macros
4890 The following macros are obsolete, and are replaced by versions with
4891 a @samp{cl-} prefix that do not behave in exactly the same way.
4892 Consequently, the @file{cl.el} versions are not simply aliases to the
4893 @file{cl-lib.el} versions.
4895 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
4896 This macro is replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings}),
4897 which behaves the same way as Common Lisp's @code{flet}.
4898 This @code{flet} takes the same arguments as @code{cl-flet}, but does
4899 not behave in precisely the same way.
4901 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical function
4902 binding, this @code{flet} makes a dynamic binding (it dates from a
4903 time before Emacs had lexical binding).  The result is
4904 that @code{flet} affects indirect calls to a function as well as calls
4905 directly inside the @code{flet} form itself.
4907 This will even work on Emacs primitives, although note that some calls
4908 to primitive functions internal to Emacs are made without going
4909 through the symbol's function cell, and so will not be affected by
4910 @code{flet}.  For example,
4912 @example
4913 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
4914   (do-something))
4915 @end example
4917 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
4918 with a function that simply saves the messages in a list rather
4919 than displaying them.  The original definition of @code{message}
4920 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
4921 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
4922 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
4923 direct C-language calls to the message routines rather than going
4924 through the Lisp @code{message} function.
4926 For those cases where the dynamic scoping of @code{flet} is desired,
4927 @code{cl-flet} is clearly not a substitute.  The most direct replacement would
4928 be instead to use @code{cl-letf} to temporarily rebind @code{(symbol-function
4929 '@var{fun})}.  But in most cases, a better substitute is to use advice, such
4932 @example
4933 (defvar my-fun-advice-enable nil)
4934 (add-advice '@var{fun} :around
4935             (lambda (orig &rest args)
4936               (if my-fun-advice-enable (do-something)
4937                 (apply orig args))))
4938 @end example
4940 so that you can then replace the @code{flet} with a simple dynamically scoped
4941 binding of @code{my-fun-advice-enable}.
4943 @c Bug#411.
4944 Note that many primitives (e.g., @code{+}) have special byte-compile handling.
4945 Attempts to redefine such functions using @code{flet}, @code{cl-letf}, or
4946 advice will fail when byte-compiled.
4947 @c Or cl-flet.
4948 @c In such cases, use @code{labels} instead.
4949 @end defmac
4951 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
4952 This macro is replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}),
4953 which behaves the same way as Common Lisp's @code{labels}.
4954 This @code{labels} takes the same arguments as @code{cl-labels}, but
4955 does not behave in precisely the same way.
4957 This version of @code{labels} uses the obsolete @code{lexical-let}
4958 form (@pxref{Obsolete Lexical Binding}), rather than the true
4959 lexical binding that @code{cl-labels} uses.
4960 @end defmac
4962 @node Obsolete Setf Customization
4963 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
4965 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
4966 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
4967 user to extend generalized variables in various ways.
4968 In Emacs, these are obsolete, replaced by various features of
4969 @file{gv.el} in Emacs 24.3.
4970 @xref{Adding Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4973 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
4974 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
4975 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  You can replace this macro
4976 with @code{gv-letplace}.
4978 The macro @var{name} is defined to take a @var{place} argument
4979 followed by additional arguments described by @var{arglist}.  The call
4981 @example
4982 (@var{name} @var{place} @var{args}@dots{})
4983 @end example
4985 @noindent
4986 will be expanded to
4988 @example
4989 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}@dots{})
4990 @end example
4992 @noindent
4993 which in turn is roughly equivalent to
4995 @example
4996 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}@dots{}))
4997 @end example
4999 For example:
5001 @example
5002 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
5003 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
5004 @end example
5006 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
5007 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
5009 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
5010 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
5011 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
5012 is completely irregular.
5014 The above @code{incf} example could be written using
5015 @code{gv-letplace} as:
5016 @example
5017 (defmacro incf (place &optional n)
5018   (gv-letplace (getter setter) place
5019     (macroexp-let2 nil v (or n 1)
5020       (funcall setter `(+ ,v ,getter)))))
5021 @end example
5022 @ignore
5023 (defmacro concatf (place &rest args)
5024   (gv-letplace (getter setter) place
5025     (macroexp-let2 nil v (mapconcat 'identity args "")
5026       (funcall setter `(concat ,getter ,v)))))
5027 @end ignore
5028 @end defmac
5030 @defmac defsetf access-fn update-fn
5031 This is the simpler of two @code{defsetf} forms, and is
5032 replaced by @code{gv-define-simple-setter}.
5034 With @var{access-fn} the name of a function that accesses a place,
5035 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store function.
5036 From now on,
5038 @example
5039 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
5040 @end example
5042 @noindent
5043 will be expanded to
5045 @example
5046 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
5047 @end example
5049 @noindent
5050 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
5051 a macro that evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
5052 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
5053 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
5054 @code{setf} is supposed to behave.
5056 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
5057 to @code{defsetf} says that the return value of @code{update-fn} is
5058 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
5059 something more like
5061 @example
5062 (let ((temp @var{value}))
5063   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
5064   temp)
5065 @end example
5067 Some examples are:
5069 @example
5070 (defsetf car setcar)
5071 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
5072 @end example
5074 These translate directly to @code{gv-define-simple-setter}:
5076 @example
5077 (gv-define-simple-setter car setcar)
5078 (gv-define-simple-setter buffer-name rename-buffer t)
5079 @end example
5080 @end defmac
5082 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
5083 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.
5084 It can be replaced by @code{gv-define-setter}.
5086 This form of @code{defsetf} is rather like @code{defmacro} except for
5087 the additional @var{store-var} argument.  The @var{forms} should
5088 return a Lisp form that stores the value of @var{store-var} into the
5089 generalized variable formed by a call to @var{access-fn} with
5090 arguments described by @var{arglist}.  The @var{forms} may begin with
5091 a string which documents the @code{setf} method (analogous to the doc
5092 string that appears at the front of a function).
5094 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
5096 @example
5097 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
5098   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
5099 @end example
5101 The Lisp form that is returned can access the arguments from
5102 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
5103 macros like @code{cl-incf} that invoke this
5104 setf-method will insert temporary variables as needed to make
5105 sure the apparent order of evaluation is preserved.
5107 Another standard example:
5109 @example
5110 (defsetf nth (n x) (store)
5111   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5112 @end example
5114 You could write this using @code{gv-define-setter} as:
5116 @example
5117 (gv-define-setter nth (store n x)
5118   `(setcar (nthcdr ,n ,x) ,store))
5119 @end example
5120 @end defmac
5122 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
5123 This is the most general way to create new place forms.  You can
5124 replace this by @code{gv-define-setter} or @code{gv-define-expander}.
5126 When a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
5127 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and must
5128 return a list of five items:
5130 @enumerate
5131 @item
5132 A list of @dfn{temporary variables}.
5134 @item
5135 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
5136 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
5137 as the first step of any operation on the generalized variable.
5139 @item
5140 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
5141 from a call to @code{gensym}).
5143 @item
5144 A Lisp form that stores the contents of the store variable into
5145 the generalized variable, assuming the temporaries have been
5146 bound as described above.
5148 @item
5149 A Lisp form that accesses the contents of the generalized variable,
5150 assuming the temporaries have been bound.
5151 @end enumerate
5153 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
5154 except that the method returns a list of five values rather
5155 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
5156 support Common Lisp's notion of multiple return values.
5157 (Note that the @code{setf} implementation provided by @file{gv.el}
5158 does not use this five item format.  Its use here is only for
5159 backwards compatibility.)
5161 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
5163 A setf-method should be maximally conservative with regard to
5164 temporary variables.  In the setf-methods generated by
5165 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
5166 arguments in the place form, and the first return value is a
5167 list of a corresponding number of temporary variables generated
5168 @c FIXME I don't think this is true anymore.
5169 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{cl-incf} that
5170 use this setf-method will optimize away most temporaries that
5171 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
5172 setf-method itself to optimize.
5173 @end defmac
5175 @c Removed in Emacs 24.3, not possible to make a compatible replacement.
5176 @ignore
5177 @defun get-setf-method place &optional env
5178 This function returns the setf-method for @var{place}, by
5179 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
5180 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
5181 values as described above.  You can use this function to build
5182 your own @code{cl-incf}-like modify macros.
5184 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
5185 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
5186 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
5187 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
5188 that called @code{get-setf-method}.
5189 @end defun
5190 @end ignore
5193 @node GNU Free Documentation License
5194 @appendix GNU Free Documentation License
5195 @include doclicense.texi
5197 @node Function Index
5198 @unnumbered Function Index
5199 @printindex fn
5201 @node Variable Index
5202 @unnumbered Variable Index
5203 @printindex vr
5205 @node Concept Index
5206 @unnumbered Concept Index
5207 @printindex cp
5209 @bye