(cancel-debug-on-entry): Don't cons uselessly.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blob67d68e40a9affa9684541b22a0a04aed5522d833
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999
4 @c   Free Software Foundation, Inc. 
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.    
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
25 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
26                             that have a special bearing on how functions work.
27 @end menu
29 @node What Is a Function
30 @section What Is a Function?
32   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
33 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
34 computation is called the value of the function.  The computation can
35 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
36 the contents of data structures.
38   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
39 function-like objects.
41 @table @dfn
42 @item function
43 @cindex function
44 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
45 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
46 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
47 macros are not functions.
49 @item primitive
50 @cindex primitive
51 @cindex subr
52 @cindex built-in function
53 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
54 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
55 @dfn{built-in} functions or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
56 considered primitives.)
58 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
59 because it is fundamental, because it provides a low-level interface to
60 operating system services, or because it needs to run fast.  Primitives
61 can be modified or added only by changing the C sources and recompiling
62 the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
64 @item lambda expression
65 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
66 These are described in the following section.
67 @ifnottex
68 @xref{Lambda Expressions}.
69 @end ifnottex
71 @item special form
72 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
73 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
74 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
75 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
76 Structures}.
78 @item macro
79 @cindex macro
80 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
81 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
82 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
83 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
84 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
85 use macros.
87 @item command
88 @cindex command
89 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
90 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
91 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
92 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
93 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
94 the fact that the function is a command makes no difference.
96 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
97 they are not functions.  A symbol is a command if its function
98 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
99 The symbol is a function as well if the definition is a function.
100 @xref{Command Overview}.
102 @item keystroke command
103 @cindex keystroke command
104 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
105 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
106 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
107 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
109 @item byte-code function
110 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
111 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
112 @end table
114 @defun functionp object
115 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of function,
116 or a special form or macro.
117 @end defun
119 @defun subrp object
120 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
121 (i.e., a Lisp primitive).
123 @example
124 @group
125 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
126      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
127 @end group
128 @group
129 (subrp (symbol-function 'message))
130      @result{} t
131 @end group
132 @end example
133 @end defun
135 @defun byte-code-function-p object
136 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
137 function.  For example:
139 @example
140 @group
141 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
142      @result{} t
143 @end group
144 @end example
145 @end defun
147 @defun subr-arity subr
148 @tindex subr-arity
149 This function provides information about the argument list of a
150 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
151 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
152 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
153 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
154 @var{subr} is a special form.
155 @end defun
157 @node Lambda Expressions
158 @section Lambda Expressions
159 @cindex lambda expression
161   A function written in Lisp is a list that looks like this:
163 @example
164 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
165   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
166   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
167   @var{body-forms}@dots{})
168 @end example
170 @noindent
171 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
172 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
173 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
174 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
175 expression, but to be called as a function.
177 @menu
178 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
179 * Simple Lambda::           A simple example.
180 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
181 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
182 @end menu
184 @node Lambda Components
185 @subsection Components of a Lambda Expression
187 @ifnottex
189   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
190 looks like this:
192 @example
193 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
194   [@var{documentation-string}]
195   [@var{interactive-declaration}]
196   @var{body-forms}@dots{})
197 @end example
198 @end ifnottex
200 @cindex lambda list
201   The first element of a lambda expression is always the symbol
202 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
203 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
204 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
205 functions.
207   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
208 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
209 the argument values are matched up against the variables in the lambda
210 list, which are given local bindings with the values provided.
211 @xref{Local Variables}.
213   The documentation string is a Lisp string object placed within the
214 function definition to describe the function for the Emacs help
215 facilities.  @xref{Function Documentation}.
217   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
218 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
219 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
220 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
221 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
222 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
223 declaration.
225 @cindex body of function
226   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
227 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
228 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
229 function is the value returned by the last element of the body.
231 @node Simple Lambda
232 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
234   Consider for example the following function:
236 @example
237 (lambda (a b c) (+ a b c))
238 @end example
240 @noindent
241 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
242 expression, like this:
244 @example
245 @group
246 ((lambda (a b c) (+ a b c))
247  1 2 3)
248 @end group
249 @end example
251 @noindent
252 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
253 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
254 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
255 therefore, this call to the function returns the value 6.
257   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
258 this example:
260 @example
261 @group
262 ((lambda (a b c) (+ a b c))
263  1 (* 2 3) (- 5 4))
264 @end group
265 @end example
267 @noindent
268 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
269 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
270 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
272   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
273 a form in this way.  You can get the same result, of making local
274 variables and giving them values, using the special form @code{let}
275 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
276 In practice, lambda expressions are either stored as the function
277 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
278 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
280   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
281 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
282 that time, they were the only way to bind and initialize local
283 variables.
285 @node Argument List
286 @subsection Other Features of Argument Lists
287 @kindex wrong-number-of-arguments
288 @cindex argument binding
289 @cindex binding arguments
291   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
292 specifies three argument variables, so it must be called with three
293 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
294 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
296   It is often convenient to write a function that allows certain
297 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
298 accepts three arguments---a string, the start index and the end
299 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
300 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
301 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
302 and @code{+} do.
304 @cindex optional arguments
305 @cindex rest arguments
306 @kindex &optional
307 @kindex &rest
308   To specify optional arguments that may be omitted when a function
309 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
310 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
311 keyword @code{&rest} before one final argument.
313   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
315 @example
316 @group
317 (@var{required-vars}@dots{}
318  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
319  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
320 @end group
321 @end example
323 @noindent
324 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
325 clauses, and the variables that follow them, are optional.
327   A call to the function requires one actual argument for each of the
328 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
329 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
330 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
331 be any number of extra actual arguments.
333   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
334 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
335 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
336 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
337 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
338 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
339 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
341 @cindex CL note---default optional arg
342 @quotation
343 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
344 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
345 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
346 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
347 @end quotation
349   For example, an argument list that looks like this:
351 @example
352 (a b &optional c d &rest e)
353 @end example
355 @noindent
356 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
357 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
358 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
359 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
360 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
361 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
362 is @code{nil}.
364   There is no way to have required arguments following optional
365 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
366 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
367 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
368 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
369 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
370 no sense to have any more arguments (either required or optional)
371 after a @code{&rest} argument.
373   Here are some examples of argument lists and proper calls:
375 @smallexample
376 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
377  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
378      @result{} 2
379 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
380          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
381  1 2)
382      @result{} 3
383 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
384          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
385  1 2 3 4 5)
386      @result{} 15
387 @end smallexample
389 @node Function Documentation
390 @subsection Documentation Strings of Functions
391 @cindex documentation of function
393   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
394 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
395 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
396 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
397 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
398 accessed.
400   It is a good idea to provide documentation strings for all the
401 functions in your program, even those that are called only from within
402 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
403 are easier to access.
405   The first line of the documentation string should stand on its own,
406 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
407 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
409   The start of the documentation string is usually indented in the source file,
410 but since these spaces come before the starting double-quote, they are not part of
411 the string.  Some people make a practice of indenting any additional
412 lines of the string so that the text lines up in the program source.
413 @emph{This is a mistake.}  The indentation of the following lines is
414 inside the string; what looks nice in the source code will look ugly
415 when displayed by the help commands.
417   You may wonder how the documentation string could be optional, since
418 there are required components of the function that follow it (the body).
419 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
420 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
421 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
422 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
423 as the return value and as the documentation.
425 @node Function Names
426 @section Naming a Function
427 @cindex function definition
428 @cindex named function
429 @cindex function name
431   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
432 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
433 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
434 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
436   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
437 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
438 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
439 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
440 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
441 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
442 symbol's function definition in place of the symbol is called
443 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
445   In practice, nearly all functions are given names in this way and
446 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
447 as a function and does what it does because the primitive subr-object
448 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
450   We give functions names because it is convenient to refer to them by
451 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
452 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
453 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
454 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
455 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
456 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
457 more convenient than making the function definition point to itself
458 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
459 practice).
461   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
462 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
463 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
464 subr-object that is its function definition.  For most purposes, there
465 is no need to distinguish.
467   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
468 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
469 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
470 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
471 equally well a name for the same function.
473   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
474 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
475 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
476 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
477 function definition.)  If you have not given a symbol a function
478 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
479 value as a variable makes no difference to this.
481 @node Defining Functions
482 @section Defining Functions
483 @cindex defining a function
485   We usually give a name to a function when it is first created.  This
486 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
487 @code{defun} special form.
489 @defspec defun name argument-list body-forms
490 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
491 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
493 @example
494 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
495 @end example
497 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
498 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
499 value.
501 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
502 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
503 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two of the
504 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
505 declaration.
507 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
508 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
509 cell.  @xref{Symbol Components}.
511 Here are some examples:
513 @example
514 @group
515 (defun foo () 5)
516      @result{} foo
517 @end group
518 @group
519 (foo)
520      @result{} 5
521 @end group
523 @group
524 (defun bar (a &optional b &rest c)
525     (list a b c))
526      @result{} bar
527 @end group
528 @group
529 (bar 1 2 3 4 5)
530      @result{} (1 2 (3 4 5))
531 @end group
532 @group
533 (bar 1)
534      @result{} (1 nil nil)
535 @end group
536 @group
537 (bar)
538 @error{} Wrong number of arguments.
539 @end group
541 @group
542 (defun capitalize-backwards ()
543   "Upcase the last letter of a word."
544   (interactive)
545   (backward-word 1)
546   (forward-word 1)
547   (backward-char 1)
548   (capitalize-word 1))
549      @result{} capitalize-backwards
550 @end group
551 @end example
553 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
554 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
555 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
556 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
557 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
558 @end defspec
560 @defun defalias name definition
561 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
562 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
564 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
565 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
566 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
567 which file defined the function, just like @code{defun}
568 (@pxref{Unloading}).
570 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
571 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
572 records.
573 @end defun
575   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
576 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
578 @node Calling Functions
579 @section Calling Functions
580 @cindex function invocation
581 @cindex calling a function
583   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
584 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
585 function is also known as @dfn{invocation}.
587   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
588 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
589 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
590 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
592   When you write a list as an expression in your program, the function
593 name it calls is written in your program.  This means that you choose
594 which function to call, and how many arguments to give it, when you
595 write the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
596 need to compute at run time which function to call.  To do that, use the
597 function @code{funcall}.  When you also need to determine at run time
598 how many arguments to pass, use @code{apply}.
600 @defun funcall function &rest arguments
601 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
602 whatever @var{function} returns.
604 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
605 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
606 means that you can use any expression to obtain the function to be
607 called.  It also means that @code{funcall} does not see the expressions
608 you write for the @var{arguments}, only their values.  These values are
609 @emph{not} evaluated a second time in the act of calling @var{function};
610 @code{funcall} enters the normal procedure for calling a function at the
611 place where the arguments have already been evaluated.
613 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
614 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
615 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
616 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
617 above, it never knows them in the first place.
619 @example
620 @group
621 (setq f 'list)
622      @result{} list
623 @end group
624 @group
625 (funcall f 'x 'y 'z)
626      @result{} (x y z)
627 @end group
628 @group
629 (funcall f 'x 'y '(z))
630      @result{} (x y (z))
631 @end group
632 @group
633 (funcall 'and t nil)
634 @error{} Invalid function: #<subr and>
635 @end group
636 @end example
638 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
639 @end defun
641 @defun apply function &rest arguments
642 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
643 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
644 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
645 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
646 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
647 argument.
649 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
650 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
651 primitive function; special forms and macros do not make sense in
652 @code{apply}.
654 @example
655 @group
656 (setq f 'list)
657      @result{} list
658 @end group
659 @group
660 (apply f 'x 'y 'z)
661 @error{} Wrong type argument: listp, z
662 @end group
663 @group
664 (apply '+ 1 2 '(3 4))
665      @result{} 10
666 @end group
667 @group
668 (apply '+ '(1 2 3 4))
669      @result{} 10
670 @end group
672 @group
673 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
674      @result{} (a b c x y z)
675 @end group
676 @end example
678 For an interesting example of using @code{apply}, see the description of
679 @code{mapcar}, in @ref{Mapping Functions}.
680 @end defun
682 @cindex functionals
683   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
684 find them in data structures (especially in hook variables and property
685 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
686 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
688   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
689 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
690 function:
692 @defun identity arg
693 This function returns @var{arg} and has no side effects.
694 @end defun
696 @defun ignore &rest args
697 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
698 @end defun
700 @node Mapping Functions
701 @section Mapping Functions
702 @cindex mapping functions
704   A @dfn{mapping function} applies a given function to each element of a
705 list or other collection.  Emacs Lisp has several such functions;
706 @code{mapcar} and @code{mapconcat}, which scan a list, are described
707 here.  @xref{Creating Symbols}, for the function @code{mapatoms} which
708 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Hash Access}, for the
709 function @code{maphash} which maps over key/value associations in a
710 hash table.
712   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
713 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
714 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
715 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
717 @defun mapcar function sequence
718 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
719 in turn, and returns a list of the results.
721 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
722 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
723 result is always a list.  The length of the result is the same as the
724 length of @var{sequence}.
726 @smallexample
727 @group
728 @exdent @r{For example:}
730 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
731      @result{} (a c e)
732 (mapcar '1+ [1 2 3])
733      @result{} (2 3 4)
734 (mapcar 'char-to-string "abc")
735      @result{} ("a" "b" "c")
736 @end group
738 @group
739 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
740 (mapcar 'funcall my-hooks)
741 @end group
743 @group
744 (defun mapcar* (function &rest args)
745   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
746 Return the list of results."
747   ;; @r{If no list is exhausted,}
748   (if (not (memq 'nil args))              
749       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
750       (cons (apply function (mapcar 'car args))  
751             (apply 'mapcar* function             
752                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
753                    (mapcar 'cdr args)))))
754 @end group
756 @group
757 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
758      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
759 @end group
760 @end smallexample
761 @end defun
763 @defun mapc function sequence
764 @tindex mapc
765 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
766 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
767 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
768 @end defun
770 @defun mapconcat function sequence separator
771 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
772 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
773 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
774 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
775 other suitable punctuation.
777 The argument @var{function} must be a function that can take one
778 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
779 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
780 bool-vector, or a string.
781   
782 @smallexample
783 @group
784 (mapconcat 'symbol-name
785            '(The cat in the hat)
786            " ")
787      @result{} "The cat in the hat"
788 @end group
790 @group
791 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
792            "HAL-8000"
793            "")
794      @result{} "IBM.9111"
795 @end group
796 @end smallexample
797 @end defun
799 @node Anonymous Functions
800 @section Anonymous Functions
801 @cindex anonymous function
803   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
804 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
805 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
806 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
807 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
808 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
810   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
812 @smallexample
813 @group
814 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
815 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
816 @end group
817 @end smallexample
819 @noindent
820 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
821 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
822 @code{silly}.
824   Here is how we might call this function:
826 @example
827 @group
828 (funcall silly 1)
829 @result{} 13
830 @end group
831 @end example
833 @noindent
834 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
835 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
836 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
838   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
839 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
840 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
841 element of a list.
843   Here we define a function @code{change-property} which 
844 uses a function as its third argument:
846 @example
847 @group
848 (defun change-property (symbol prop function)
849   (let ((value (get symbol prop)))
850     (put symbol prop (funcall function value))))
851 @end group
852 @end example
854 @noindent
855 Here we define a function that uses @code{change-property},
856 passing it a function to double a number:
858 @example
859 @group
860 (defun double-property (symbol prop)
861   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
862 @end group
863 @end example
865 @noindent
866 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
867 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
869 @example
870 @group
871 (defun double-property (symbol prop)
872   (change-property symbol prop
873                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
874 @end group
875 @end example
877 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
878 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
879 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
880 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
881 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
882 @code{change-property} is the precise list shown:
884 @example
885 (lambda (x) (* x 2))
886 @end example
888 @noindent
889 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
890 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
891 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
892 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
893 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
895   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
897 @example
898 @group
899 (defun double-property (symbol prop)
900   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
901 @end group
902 @end example
904 @noindent
905 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
907   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
908 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
909 comment:
911 @example
912 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
913 @end example
915 @cindex @samp{#'} syntax
916   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
917 For example, 
919 @example
920 #'(lambda (x) (* x x))
921 @end example
923 @noindent
924 is equivalent to
926 @example
927 (function (lambda (x) (* x x)))
928 @end example
930 @defspec function function-object
931 @cindex function quoting
932 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
933 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
934 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
935 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
936 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
937 @end defspec
939   See @code{documentation} in @ref{Accessing Documentation}, for a
940 realistic example using @code{function} and an anonymous function.
942 @node Function Cells
943 @section Accessing Function Cell Contents
945   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
946 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
947 and set the function cell of symbols.
949   See also the function @code{indirect-function} in @ref{Function
950 Indirection}.
952 @defun symbol-function symbol
953 @kindex void-function
954 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
955 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
956 signaled.
958 This function does not check that the returned object is a legitimate
959 function.
961 @example
962 @group
963 (defun bar (n) (+ n 2))
964      @result{} bar
965 @end group
966 @group
967 (symbol-function 'bar)
968      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
969 @end group
970 @group
971 (fset 'baz 'bar)
972      @result{} bar
973 @end group
974 @group
975 (symbol-function 'baz)
976      @result{} bar
977 @end group
978 @end example
979 @end defun
981 @cindex void function cell
982   If you have never given a symbol any function definition, we say that
983 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
984 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
985 as a function, it signals a @code{void-function} error.
987   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
988 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
989 and can be stored into a function cell just as any other object can be
990 (and they can be valid functions if you define them in turn with
991 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
993   You can test the voidness of a symbol's function definition with
994 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
995 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
997 @defun fboundp symbol
998 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
999 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1000 is a legitimate function.
1001 @end defun
1003 @defun fmakunbound symbol
1004 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1005 subsequent attempt to access this cell will cause a @code{void-function}
1006 error.  (See also @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1008 @example
1009 @group
1010 (defun foo (x) x)
1011      @result{} foo
1012 @end group
1013 @group
1014 (foo 1)
1015      @result{}1
1016 @end group
1017 @group
1018 (fmakunbound 'foo)
1019      @result{} foo
1020 @end group
1021 @group
1022 (foo 1)
1023 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1024 @end group
1025 @end example
1026 @end defun
1028 @defun fset symbol definition
1029 This function stores @var{definition} in the function cell of
1030 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1031 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1032 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1033 argument.
1035 There are three normal uses of this function:
1037 @itemize @bullet
1038 @item
1039 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1040 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1041 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1042 @code{fset}; see @ref{Defining Functions}.)
1044 @item
1045 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1046 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1047 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1048 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1049 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1050 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1052 @item
1053 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1054 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1055 @code{fset}.
1056 @end itemize
1058 Here are examples of these uses:
1060 @example
1061 @group
1062 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1063 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1064 @end group
1066 @group
1067 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1068 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1069 (fset 'xfirst 'car)
1070      @result{} car
1071 @end group
1072 @group
1073 (xfirst '(1 2 3))
1074      @result{} 1
1075 @end group
1076 @group
1077 (symbol-function 'xfirst)
1078      @result{} car
1079 @end group
1080 @group
1081 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1082      @result{} #<subr car>
1083 @end group
1085 @group
1086 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1087 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1088      @result{} "\^u2\^k"
1089 @end group
1091 @group
1092 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1093 (defun copy-function-definition (new old)
1094   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1095   (fset new (symbol-function old)))
1096 @end group
1097 @end example
1098 @end defun
1100   When writing a function that extends a previously defined function,
1101 the following idiom is sometimes used:
1103 @example
1104 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1105 (defun foo ()
1106   "Just like old-foo, except more so."
1107 @group
1108   (old-foo)
1109   (more-so))
1110 @end group
1111 @end example
1113 @noindent
1114 This does not work properly if @code{foo} has been defined to autoload.
1115 In such a case, when @code{foo} calls @code{old-foo}, Lisp attempts
1116 to define @code{old-foo} by loading a file.  Since this presumably
1117 defines @code{foo} rather than @code{old-foo}, it does not produce the
1118 proper results.  The only way to avoid this problem is to make sure the
1119 file is loaded before moving aside the old definition of @code{foo}.
1121   But it is unmodular and unclean, in any case, for a Lisp file to
1122 redefine a function defined elsewhere.  It is cleaner to use the advice
1123 facility (@pxref{Advising Functions}).
1125 @node Inline Functions
1126 @section Inline Functions
1127 @cindex inline functions
1129 @findex defsubst
1130 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1131 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1132 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1133 the function's definition is open-coded into the caller.
1135 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1136 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1137 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1138 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1139 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1140 make a function inline unless its speed is really crucial.
1142 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1143 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1144 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1145 generally should not make large functions inline.
1147 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1148 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1149 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1150 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1151 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1152 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1153 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1154 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1155 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1157 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1158 following the definition, just like macros.
1160 @c Emacs versions prior to 19 did not have inline functions.
1162 @node Related Topics
1163 @section Other Topics Related to Functions
1165   Here is a table of several functions that do things related to
1166 function calling and function definitions.  They are documented
1167 elsewhere, but we provide cross references here.
1169 @table @code
1170 @item apply
1171 See @ref{Calling Functions}.
1173 @item autoload
1174 See @ref{Autoload}.
1176 @item call-interactively
1177 See @ref{Interactive Call}.
1179 @item commandp
1180 See @ref{Interactive Call}.
1182 @item documentation
1183 See @ref{Accessing Documentation}.
1185 @item eval
1186 See @ref{Eval}.
1188 @item funcall
1189 See @ref{Calling Functions}.
1191 @item function
1192 See @ref{Anonymous Functions}.
1194 @item ignore
1195 See @ref{Calling Functions}.
1197 @item indirect-function
1198 See @ref{Function Indirection}.
1200 @item interactive
1201 See @ref{Using Interactive}.
1203 @item interactive-p
1204 See @ref{Interactive Call}.
1206 @item mapatoms
1207 See @ref{Creating Symbols}.
1209 @item mapcar
1210 See @ref{Mapping Functions}.
1212 @item map-char-table
1213 See @ref{Char-Tables}.
1215 @item mapconcat
1216 See @ref{Mapping Functions}.
1218 @item undefined
1219 See @ref{Key Lookup}.
1220 @end table