* doc/misc/cl.texi (Organization): More details on cl-lib.el versus cl.el.
[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blob615a703f9255c8ca7efa2de8cf81d4890c2c2a4b
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include emacsver.texi
6 @copying
7 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
9 Copyright @copyright{} 1993, 2001-2012 Free Software Foundation, Inc.
11 @quotation
12 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
13 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
14 any later version published by the Free Software Foundation; with no
15 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
16 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
17 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
20 modify this GNU manual.  Buying copies from the FSF supports it in
21 developing GNU and promoting software freedom.''
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, etc.
58 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}, @code{defalias}.
59 * Predicates::           @code{cl-typep} and @code{cl-equalp}.
60 * Control Structure::    @code{cl-do}, @code{cl-loop}, etc.
61 * Macros::               Destructuring, @code{cl-define-compiler-macro}.
62 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
63 * Symbols::              Property lists, @code{cl-gensym}.
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
66 * Lists::                @code{cl-caddr}, @code{cl-sublis}, @code{cl-member}, @code{cl-assoc}, etc.
67 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
68 * Assertions::           @code{cl-check-type}, @code{cl-assert}.
70 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques.
71 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele.
72 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code.
73 * Obsolete Features::           Obsolete features.
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
76 * Function Index::
77 * Variable Index::
78 @end menu
80 @node Overview
81 @chapter Overview
83 @noindent
84 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
85 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
86 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
87 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
89 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
90 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
91 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
92 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
93 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
94 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
96 The @code{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
97 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
98 implementation of Common Lisp, @code{CL} adds enough functionality
99 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
101 Some Common Lisp features have been omitted from this package
102 for various reasons:
104 @itemize @bullet
105 @item
106 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
107 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
108 examples of this group.
110 @item
111 Other features cannot be implemented without modification to the
112 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
113 case-insensitive symbols, and complex numbers.
114 The @code{CL} package generally makes no attempt to emulate these
115 features.
117 @end itemize
119 This package was originally written by Dave Gillespie,
120 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
121 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
122 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
123 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
124 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
126 @menu
127 * Usage::                How to use the CL package.
128 * Organization::         The package's component files.
129 * Naming Conventions::   Notes on CL function names.
130 @end menu
132 @node Usage
133 @section Usage
135 @noindent
136 The @code{CL} package is distributed with Emacs, so there is no need
137 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
138 that uses features from the @code{CL} package should simply include at
139 the beginning:
141 @example
142 (require 'cl-lib)
143 @end example
145 @noindent
146 You may wish to add such a statement to your init file, if you
147 make frequent use of CL features.
149 @node Organization
150 @section Organization
152 @noindent
153 The Common Lisp package is organized into four main files:
155 @table @file
156 @item cl-lib.el
157 This is the main file, which contains basic functions
158 and information about the package.  This file is relatively compact.
160 @item cl-extra.el
161 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
162 It is kept separate so that packages which only want to use Common
163 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
164 the overhead of loading the more advanced functions.
166 @item cl-seq.el
167 This file contains most of the advanced functions for operating
168 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
170 @item cl-macs.el
171 This file contains the features that are macros instead of functions.
172 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
173 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
174 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
175 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
176 won't take up memory unless you are compiling.
177 @end table
179 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
180 commands for the functions and macros in the other three files.
181 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
182 will take care of pulling in the other files when they are
183 needed.
185 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point to
186 the CL package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced by
187 @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features (in most cases),
188 but use different function names (in fact, @file{cl.el} mainly just
189 defines aliases to the @file{cl-lib.el} definitions).  Where
190 @file{cl-lib.el} defines a function called, for example,
191 @code{cl-incf}, @file{cl.el} uses the same name but without the
192 @samp{cl-} prefix, e.g. @code{incf} in this example.  There are a few
193 exceptions to this.  First, functions such as @code{cl-defun} where
194 the unprefixed version was already used for a standard Emacs Lisp
195 function.  In such cases, the @file{cl.el} version adds a @samp{*}
196 suffix, e.g. @code{defun*}.  Second, there are some obsolete features
197 that are only implemented in @file{cl.el}, not in @file{cl-lib.el},
198 because they are replaced by other standard Emacs Lisp features.
199 Finally, in a very few cases the old @file{cl.el} versions do not
200 behave in exactly the same way as the @file{cl-lib.el} versions.
201 @xref{Obsolete Features}.
203 Since the old @file{cl.el} does not use a clean namespace, Emacs has a
204 policy that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at
205 run time.  (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile}
206 time, with @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)
207 There is no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code
208 should use @code{cl-lib} rather than @code{cl}.
210 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
211 routines from the older Quiroz CL package that are not otherwise
212 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
213 used in new code.
215 @node Naming Conventions
216 @section Naming Conventions
218 @noindent
219 Except where noted, all functions defined by this package have the
220 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
221 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
223 Internal function and variable names in the package are prefixed
224 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
225 @code{cl-} that were not taken from Common Lisp:
227 @example
228 cl-callf         cl-callf2        cl-defsubst
229 cl-floatp-safe   cl-letf          cl-letf*
230 @end example
232 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
233 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
235 @example
236 cl-floatp-safe   cl-endp
237 cl-evenp         cl-oddp          cl-plusp         cl-minusp
238 cl-caaar .. cl-cddddr
239 cl-list*         cl-ldiff         cl-rest          cl-first .. cl-tenth
240 cl-copy-list     cl-subst         cl-mapcar [2]
241 cl-adjoin [3]    cl-acons         cl-pairlis
242 cl-pushnew [3,4] cl-incf [4]      cl-decf [4]
243 cl-proclaim      cl-declaim
244 @end example
246 @noindent
247 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
249 @noindent
250 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
251 and @code{:key} is not used.
253 @noindent
254 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
256 @node Program Structure
257 @chapter Program Structure
259 @noindent
260 This section describes features of the @code{CL} package that have to
261 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
262 and the @code{cl-eval-when} construct.
264 @menu
265 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
266 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
267 @end menu
269 @node Argument Lists
270 @section Argument Lists
272 @noindent
273 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
274 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
275 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
276 values for optional arguments, and it provides the additional markers
277 @code{&key} and @code{&aux}.
279 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
280 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
281 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
282 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
284 @defmac cl-defun name arglist body...
285 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
286 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
287 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
288 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
289 @end defmac
291 @defmac cl-defsubst name arglist body...
292 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
293 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
294 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
295 This is analogous to the @code{defsubst} form;
296 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
297 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
298 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
299 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
300 etc., to be done at compile-time whenever possible.
301 @end defmac
303 @defmac cl-defmacro name arglist body...
304 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
305 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
306 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
307 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
308 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
309 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
310 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
311 @var{name}.
312 @end defmac
314 @defmac cl-function symbol-or-lambda
315 This is identical to the regular @code{function} form,
316 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
317 form may use a full Common Lisp argument list.
318 @end defmac
320 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
321 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
322 full Common Lisp argument lists.
324 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
325 order to have access to most @code{CL} features in your function.
326 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
327 difference from @code{defun} is its more flexible argument
328 lists and its implicit block.
330 The full form of a Common Lisp argument list is
332 @example
333 (@var{var}...
334  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
335  &rest @var{var}
336  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
337  &aux (@var{var} @var{initform})...)
338 @end example
340 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
341 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
342 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
344 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
345 These arguments must always be specified in a call to the function;
346 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
347 required arguments are concerned.
349 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
350 arguments may be specified in the function call; if they are not,
351 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
352 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
353 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
354 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
355 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
356 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
357 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
358 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
359 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
360 function to tell whether it was called with no argument, or with
361 the default value passed explicitly as an argument.
363 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
364 more arguments were passed to the function than are accounted for
365 by the required and optional arguments, those extra arguments are
366 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
367 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
368 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
369 macro contexts; this package accepts it all the time.
371 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
372 are optional arguments which are specified by name rather than
373 positionally in the argument list.  For example,
375 @example
376 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
377 @end example
379 @noindent
380 defines a function which may be called with one, two, or more
381 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
382 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
383 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
384 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
385 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
386 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
387 @code{t}.)
389 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
390 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
391 appears more than once in the function call, the first occurrence
392 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
393 to specify keyword arguments without specifying the optional
394 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
395 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
396 @code{2} is not a valid keyword.
398 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
399 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
401 @example
402 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
403 @end example
405 @noindent
407 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
408 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
409 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
410 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
411 function call, like this:
413 @example
414 (bar :a 10 'baz 42)
415 @end example
417 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
418 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
419 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
420 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
421 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
422 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
423 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
424 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
425 in the call.  For example:
427 @smallexample
428 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
429   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
430       (if need (error "Thing not found"))))
431 @end smallexample
433 @noindent
434 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
435 accepts other keyword arguments which are passed on to the
436 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
437 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
438 about each others' keywords in the arguments.
440 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
441 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
442 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
443 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
444 difference between the following two functions, except for a
445 matter of stylistic taste:
447 @example
448 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
449   @var{body})
451 (cl-defun foo (a b)
452   (let ((c (+ a b)) d)
453     @var{body}))
454 @end example
456 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
457 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
458 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
459 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
460 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
461 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
462 be a list whose elements match this recursive argument list.
463 For example:
465 @example
466 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
467                    &rest body)
468   ...)
469 @end example
471 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
472 of two or three items; if there are other arguments as well as this
473 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
474 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
475 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
476 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
477 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
478 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
479 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
480 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
481 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
482 support this usage.)
484 One last feature of destructuring is that the argument list may be
485 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
486 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
488 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
489 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
490 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
491 argument lists are rigorously checked.
493 @node Time of Evaluation
494 @section Time of Evaluation
496 @noindent
497 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
498 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
499 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
500 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
501 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
502 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
503 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
504 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
505 macros that are defined.
507 @defmac cl-eval-when (situations...) forms...
508 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
509 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
510 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
511 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
512 and @code{:execute}).
514 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
515 whether or not it is being compiled as a top-level form.
516 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
517 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
518 or buffers of code, and it appears either literally at the
519 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
521 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
522 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
523 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
524 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
526 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
527 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
528 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
529 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
530 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
531 (ignoring the body @var{forms}) if not.
533 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
534 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
535 some gruesome examples).
537 Some simple examples:
539 @example
540 ;; Top-level forms in foo.el:
541 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
542 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
543 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
544 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
545 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
546 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
547 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
548 @end example
550 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
551 the compilation itself:
553 @example
554 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
555 @end example
557 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
559 @example
560 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
561 @end example
563 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
564 be set:
566 @example
567 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
568 @end example
570 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
571 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
572 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
574 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
575 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
576 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
577 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
578 (compile load eval) @dots{})}.
579 @end defmac
581 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
582 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
583 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
585 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
586 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})} and
587 so is not itself defined by this package.
589 @defmac eval-when-compile forms...
590 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
591 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
592 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
593 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
594 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
595 or other reasons.
597 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
598 @end defmac
600 @defmac cl-load-time-value form
601 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
602 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
604 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
605 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
606 and gave it more well-defined semantics.
608 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
609 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
610 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
611 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
612 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
613 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
614 act exactly like @code{progn}.
616 @example
617 (defun report ()
618   (insert "This function was executed on: "
619           (current-time-string)
620           ", compiled on: "
621           (eval-when-compile (current-time-string))
622           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
623           ", and loaded on: "
624           (cl-load-time-value (current-time-string))))
625 @end example
627 @noindent
628 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
629 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
631 @example
632 (setq --temp-- (current-time-string))
633 (defun report ()
634   (insert "This function was executed on: "
635           (current-time-string)
636           ", compiled on: "
637           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
638           ", and loaded on: "
639           --temp--))
640 @end example
641 @end defmac
643 @node Predicates
644 @chapter Predicates
646 @noindent
647 This section describes functions for testing whether various
648 facts are true or false.
650 @menu
651 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
652 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
653 @end menu
655 @node Type Predicates
656 @section Type Predicates
658 @defun cl-typep object type
659 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
660 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
661 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
662 @end defun
664 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
665 or a list beginning with a symbol.
667 @itemize @bullet
668 @item
669 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
670 symbol name to form the name of a predicate function for testing
671 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
672 than @samp{-p} are used when appropriate.)
674 @item
675 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
676 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
677 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
678 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
680 @item
681 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
682 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
683 @code{(null @var{object})}.
685 @item
686 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
687 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
688 @code{(atom @var{object})}.
690 @item
691 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
692 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
694 @item
695 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
696 integers in the range from 0 to 255.
698 @item
699 The type symbol @code{float} uses the @code{cl-floatp-safe} predicate
700 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
701 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
703 @item
704 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
705 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
706 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
707 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
708 is thus equivalent to @code{integer}.
710 @item
711 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
712 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
713 range.
715 @item
716 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
717 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
718 represents all objects that are integers or non-negative floats.
720 @item
721 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
722 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
723 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
724 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
726 @item
727 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
728 all objects for which @var{predicate} returns true when called
729 with that object as an argument.
730 @end itemize
732 The following function and macro (not technically predicates) are
733 related to @code{cl-typep}.
735 @defun cl-coerce object type
736 This function attempts to convert @var{object} to the specified
737 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
738 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
739 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
740 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
741 converted to that type if possible.  If @var{type} is
742 @code{character}, then strings of length one and symbols with
743 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
744 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
745 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
746 error.
747 @end defun
749 @defmac cl-deftype name arglist forms...
750 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
751 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
752 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
753 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
754 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
755 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
756 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
757 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
758 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
759 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
760 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
761 default.  Some examples:
763 @example
764 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
765 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
766 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
767   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
768 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
769 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
770 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
771 @end example
773 @noindent
774 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
775 type specifier could be implemented if desired; this package does
776 not implement @code{unsigned-byte} by default.
777 @end defmac
779 The @code{cl-typecase} and @code{cl-check-type} macros also use type
780 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{cl-map},
781 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
782 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
784 @node Equality Predicates
785 @section Equality Predicates
787 @noindent
788 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
790 @defun cl-equalp a b
791 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
792 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
793 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
794 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
795 objects are compared as if by @code{equal}.
797 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
798 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
799 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
800 in this package since Emacs does not distinguish between integers
801 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
802 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
803 not compare strings against vectors of integers.
804 @end defun
806 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
807 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
808 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
809 In Emacs, use @code{memq} (or @code{cl-member}) and @code{assq} (or
810 @code{cl-assoc}) to get functions which use @code{eql} for comparisons.
812 @node Control Structure
813 @chapter Control Structure
815 @noindent
816 The features described in the following sections implement
817 various advanced control structures, including extensions to the
818 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
819 constructs.
821 @c FIXME
822 @c flet is not cl-flet.
823 @menu
824 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
825 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
826 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{flet}, @code{cl-macrolet}.
827 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
828 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
829 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
830 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{cl-loop} macro.
831 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
832 @end menu
834 @node Assignment
835 @section Assignment
837 @noindent
838 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
839 assignments are done in parallel rather than sequentially.
841 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
842 This special form (actually a macro) is used to assign to several
843 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
844 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
845 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
846 and then stores the corresponding variables afterwards.
848 @example
849 (setq x 2 y 3)
850 (setq x (+ x y)  y (* x y))
852      @result{} 5
853 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
854      @result{} 15
855 (setq x 2 y 3)
856 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
858      @result{} 5
859 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
860      @result{} 6
861 @end example
863 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
864 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
865 provides an even more convenient way to swap two variables;
866 @pxref{Modify Macros}.)
868 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
869 @end defmac
871 @node Generalized Variables
872 @section Generalized Variables
874 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
875 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
876 form is a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists,
877 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
878 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
879 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
880 This package provides several additional features related to
881 generalized variables.
883 @menu
884 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
885 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{letf}, @code{cl-callf}, etc.
886 * Customizing Setf::   @code{define-modify-macro}, @code{defsetf}, @code{define-setf-method}.
887 @end menu
889 @node Setf Extensions
890 @subsection Setf Extensions
892 Several standard (e.g. @code{car}) and Emacs-specific
893 (e.g. @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
894 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
896 @itemize
897 @item
898 Functions from @code{CL} itself:
899 @smallexample
900 cl-caaar .. cl-cddddr         cl-first .. cl-tenth
901 cl-rest     cl-get            cl-getf     cl-subseq
902 @end smallexample
904 @item
905 General Emacs Lisp functions:
906 @smallexample
907 buffer-file-name                   getenv
908 buffer-modified-p                  global-key-binding
909 buffer-name                        local-key-binding
910 buffer-string                      mark
911 buffer-substring                   mark-marker
912 current-buffer                     marker-position
913 current-case-table                 mouse-position
914 current-column                     point
915 current-global-map                 point-marker
916 current-input-mode                 point-max
917 current-local-map                  point-min
918 current-window-configuration       read-mouse-position
919 default-file-modes                 screen-height
920 documentation-property             screen-width
921 face-background                    selected-window
922 face-background-pixmap             selected-screen
923 face-font                          selected-frame
924 face-foreground                    standard-case-table
925 face-underline-p                   syntax-table
926 file-modes                         visited-file-modtime
927 frame-height                       window-height
928 frame-parameters                   window-width
929 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
930 frame-width                        x-get-selection
931 get-register
932 @end smallexample
934 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
935 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
936 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
937 sequences of code when they are used with @code{setf}
938 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
940 @item
941 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
942 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
943 current value is a string, and where the value stored is also a
944 string.  The new string is spliced into the specified part of the
945 destination string.  For example:
947 @example
948 (setq a (list "hello" "world"))
949      @result{} ("hello" "world")
950 (cadr a)
951      @result{} "world"
952 (substring (cadr a) 2 4)
953      @result{} "rl"
954 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
955      @result{} "o"
956 (cadr a)
957      @result{} "wood"
959      @result{} ("hello" "wood")
960 @end example
962 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
963 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
965 @c FIXME? Also `eq'? (see cl-lib.el)
967 @item
968 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
969 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
970 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
971 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
972 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
973 only interesting when used with places you define yourself with
974 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
976 @item
977 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
978 is applied to the resulting form.
980 @item
981 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
982 has been made.
983 @end itemize
985 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
986 @c Contrast with the cl-incf example later on.
987 @c Here it really only serves as a constrast to wrong-order.
988 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
989 the proper left-to-right order; for example,
991 @example
992 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
993 @end example
995 @noindent
996 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
997 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
998 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
999 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1000 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1001 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1002 order.)
1004 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1005 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1006 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1008 @example
1009 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1010 @end example
1012 @noindent
1013 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1014 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1015 to @code{wrong-order}.
1017 @node Modify Macros
1018 @subsection Modify Macros
1020 @noindent
1021 This package defines a number of macros that operate on generalized
1022 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1023 is just a variable name.
1025 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1026 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1027 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1028 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1029 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1030 all the assignments are done (in an undefined order).
1031 @end defmac
1033 @defmac cl-incf place &optional x
1034 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1035 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1036 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1037 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1039 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1040 of evaluation.  For example,
1042 @example
1043 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1044 @end example
1046 @noindent
1047 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1048 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1049 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1050 ``obvious'' expansion,
1052 @example
1053 (setf (aref vec (cl-incf i))
1054       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1055 @end example
1057 @noindent
1058 but rather to something more like
1060 @example
1061 (let ((temp (cl-incf i)))
1062   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1063 @end example
1065 @noindent
1066 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1067 the other generalized-variable macros.
1069 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1070 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1071 @code{(forward-char @var{n})}.
1072 @end defmac
1074 @defmac cl-decf place &optional x
1075 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1076 by @var{x} if specified.
1077 @end defmac
1079 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1080 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1081 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1082 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1083 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1084 @xref{Lists as Sets}.
1085 @end defmac
1087 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1088 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1089 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1090 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1091 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1092 @var{d})} is equivalent to
1094 @example
1095 (prog1
1096     @var{a}
1097   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1098             @var{b} @var{c}
1099             @var{c} @var{d}))
1100 @end example
1102 @noindent
1103 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1104 evaluated only once each and in the apparent order.
1105 @end defmac
1107 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1108 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1109 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1111 @example
1112 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1113           @var{b} @var{c}
1114           @var{c} @var{d}
1115           @var{d} @var{a})
1116 @end example
1118 @noindent
1119 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1120 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1121 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1122 @end defmac
1124 The following macros were invented for this package; they have no
1125 analogues in Common Lisp.
1127 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1128 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1129 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1130 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1131 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1132 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1133 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1134 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1135 error.
1137 For example,
1139 @example
1140 (letf (((point) (point-min))
1141        (a 17))
1142   ...)
1143 @end example
1145 @noindent
1146 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1147 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1148 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1149 is set back to its original value and point is moved back to its
1150 original position.
1152 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1153 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1154 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1155 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1156 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1157 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1158 marker as the stored value.)
1160 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1161 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1162 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1164 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1165 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1166 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1167 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1168 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1169 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1170 @var{place})} example does not actually occur.)
1172 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1173 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1174 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1175 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1176 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1177 @end defmac
1179 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1180 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1181 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1182 @end defmac
1184 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1185 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1186 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1187 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1188 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1189 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1190 Some more examples:
1192 @example
1193 (cl-callf abs my-number)
1194 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1195 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1196 @end example
1198 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1199 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1200 again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1201 @end defmac
1203 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1204 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1205 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1206 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1207 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1208 @end defmac
1210 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1211 blocks for other macros like @code{cl-incf}, @code{cl-pushnew}, and
1212 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{cl-letf*}
1213 macros are used in the processing of symbol macros;
1214 @pxref{Macro Bindings}.
1216 @node Customizing Setf
1217 @subsection Customizing Setf
1219 @noindent
1220 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1221 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1222 user to extend generalized variables in various ways.
1224 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1225 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1226 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  The macro @var{name} is defined
1227 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1228 described by @var{arglist}.  The call
1230 @example
1231 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1232 @end example
1234 @noindent
1235 will be expanded to
1237 @example
1238 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1239 @end example
1241 @noindent
1242 which in turn is roughly equivalent to
1244 @example
1245 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1246 @end example
1248 For example:
1250 @example
1251 (define-modify-macro cl-incf (&optional (n 1)) +)
1252 (define-modify-macro cl-concatf (&rest args) concat)
1253 @end example
1255 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1256 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1258 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1259 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1260 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1261 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1262 using @code{get-setf-method}, or consult the source
1263 to see how to use the internal @code{setf} building blocks.
1264 @end defmac
1266 @defmac defsetf access-fn update-fn
1267 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1268 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1269 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1270 function.  From now on,
1272 @example
1273 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1274 @end example
1276 @noindent
1277 will be expanded to
1279 @example
1280 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1281 @end example
1283 @noindent
1284 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1285 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1286 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1287 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1288 @code{setf} is supposed to behave.
1290 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1291 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1292 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1293 something more like
1295 @example
1296 (let ((temp @var{value}))
1297   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1298   temp)
1299 @end example
1301 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1302 suite of setf methods, are:
1304 @example
1305 (defsetf car setcar)
1306 (defsetf symbol-value set)
1307 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1308 @end example
1309 @end defmac
1311 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1312 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1313 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1314 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1315 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1316 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1317 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1318 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1319 function).
1321 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1323 @example
1324 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1325   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1326 @end example
1328 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1329 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1330 macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which invoke this
1331 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1332 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1334 Another example drawn from the standard package:
1336 @example
1337 (defsetf nth (n x) (store)
1338   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1339 @end example
1340 @end defmac
1342 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1343 This is the most general way to create new place forms.  When
1344 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1345 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1346 must return a list of five items:
1348 @enumerate
1349 @item
1350 A list of @dfn{temporary variables}.
1352 @item
1353 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1354 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1355 as the first step of any operation on the generalized variable.
1357 @item
1358 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1359 from a call to @code{gensym}).
1361 @item
1362 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1363 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1364 bound as described above.
1366 @item
1367 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1368 assuming the temporaries have been bound.
1369 @end enumerate
1371 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1372 except that the method returns a list of five values rather
1373 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1374 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1376 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1378 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1379 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1380 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1381 arguments in the place form, and the first return value is a
1382 list of a corresponding number of temporary variables generated
1383 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which
1384 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1385 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1386 setf-method itself to optimize.
1387 @end defmac
1389 @defun get-setf-method place &optional env
1390 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1391 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1392 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1393 values as described above.  You can use this function to build
1394 your own @code{cl-incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1395 @c FIXME?
1396 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1397 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1398 which also do a number of optimizations; consult the source
1399 code for the @code{cl-incf} function for a simple example.)
1401 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1402 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1403 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1404 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1405 that called @code{get-setf-method}.
1407 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1408 and @code{substring}, each of which works by calling
1409 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1410 the result in various ways.
1411 @end defun
1413 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1414 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1415 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1416 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1417 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1418 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1419 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1420 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1421 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1422 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1423 defined later.
1425 @node Variable Bindings
1426 @section Variable Bindings
1428 @noindent
1429 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1430 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1432 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{cl-letf*} forms which
1433 are also related to variable bindings.
1435 @menu
1436 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1437 * Function Bindings::    @code{flet} and @code{labels}.
1438 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1439 @end menu
1441 @node Dynamic Bindings
1442 @subsection Dynamic Bindings
1444 @noindent
1445 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1446 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1447 bind variables whose names are computed at run-time.
1449 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1450 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1451 set of variables computed at run-time.  The expressions
1452 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1453 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1454 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1455 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1456 are bound to @code{nil}.
1457 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1458 are ignored.
1459 @end defmac
1461 @node Function Bindings
1462 @subsection Function Bindings
1464 @noindent
1465 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1466 of variables.
1468 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1469 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1470 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1471 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1472 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1473 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1474 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1475 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1477 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1478 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1479 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1480 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1482 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1483 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1484 primitives, although note that some calls to primitive functions
1485 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1486 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1487 example,
1489 @example
1490 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1491   (do-something))
1492 @end example
1494 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1495 with a function that simply saves the messages in a list rather
1496 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1497 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1498 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1499 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1500 direct C-language calls to the message routines rather than going
1501 through the Lisp @code{message} function.
1503 @c Bug#411.
1504 Also note that many primitives (e.g. @code{+}) have special byte-compile
1505 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
1506 fail if byte-compiled.  In such cases, use @code{labels} instead.
1508 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1509 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1510 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1511 @xref{Program Structure}.
1512 @end defmac
1514 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1515 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1516 makes lexical bindings of the function names rather than
1517 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1518 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1519 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1520 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1521 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1522 compatible with Common Lisp.)
1524 Lexical scoping means that all references to the named
1525 functions must appear physically within the body of the
1526 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1527 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1528 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1529 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1530 functions.
1532 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1533 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1534 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1535 @end defmac
1537 @node Macro Bindings
1538 @subsection Macro Bindings
1540 @noindent
1541 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1543 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1544 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1545 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1546 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1547 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1548 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1550 @c FIXME this should be modified to say ``even when lexical-binding
1551 @c is code{nil}'', but is that true?  The doc of cl-macrolet just
1552 @c refers us to cl-flet, which refers to cl-labels, which says that it
1553 @c behaves differently according to whether l-b is true or not.
1554 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is lexically
1555 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{cl-macrolet} binding will
1556 affect only calls that appear physically within the body
1557 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1558 body.
1559 @end defmac
1561 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1562 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1563 like variable references rather than function calls.  Each
1564 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1565 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1566 replaced by @var{expansion}.
1568 @example
1569 (setq bar '(5 . 9))
1570 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1571   (cl-incf foo))
1573      @result{} (6 . 9)
1574 @end example
1576 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1577 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1578 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1580 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1581 treated like a @code{letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1582 @c FIXME does it work like this in Emacs with lexical-binding = t?
1583 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1584 binding to shadow a @code{cl-symbol-macrolet} binding.  In this package,
1585 @c FIXME obsolete.
1586 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1587 macro.
1589 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1590 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1591 expansion of another macro:
1593 @example
1594 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1595   (let ((var (gensym)))
1596     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1597           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1598                     (list (list x (list 'car var)))
1599                     body))))
1601 (setq mylist '(1 2 3 4))
1602 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1603 mylist
1604      @result{} (2 3 4 5)
1605 @end example
1607 @noindent
1608 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1609 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1610 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1611 shown here expands to
1613 @example
1614 (cl-loop for G1234 on mylist do
1615       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1616         (cl-incf x)))
1617 @end example
1619 @noindent
1620 which in turn expands to
1622 @example
1623 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1624 @end example
1626 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1627 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1628 works much like @code{my-dolist}.
1629 @end defmac
1631 @node Conditionals
1632 @section Conditionals
1634 @noindent
1635 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1636 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1638 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1639 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1640 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1641 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1642 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1643 of the form
1645 @example
1646 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1647 @end example
1649 @noindent
1650 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1651 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1652 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1653 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1654 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1655 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1656 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1657 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1658 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1659 enclose the symbol in a list.)
1661 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1662 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1663 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1665 @example
1666 (cl-case (read-char)
1667   (?a (do-a-thing))
1668   (?b (do-b-thing))
1669   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1670   (t (do-other-thing)))
1671 @end example
1672 @end defmac
1674 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1675 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1676 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1677 simply returning @code{nil}.
1678 @end defmac
1680 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1681 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1682 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1683 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1684 for a description of type specifiers.  For example,
1686 @example
1687 (cl-typecase x
1688   (integer (munch-integer x))
1689   (float (munch-float x))
1690   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1691   (t (munch-anything x)))
1692 @end example
1694 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1695 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1696 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1697 @end defmac
1699 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1700 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1701 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1702 simply returning @code{nil}.
1703 @end defmac
1705 @node Blocks and Exits
1706 @section Blocks and Exits
1708 @noindent
1709 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1710 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1711 dynamically scoped.  This package actually implements @code{cl-block}
1712 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1713 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1714 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1716 @defmac cl-block name forms@dots{}
1717 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1718 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1719 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1720 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1721 a @code{cl-return-from} occurs.
1723 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1724 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1725 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1726 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1727 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1728 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1729 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1730 but the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1731 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1732 They may not appear within other called functions, although they may
1733 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1734 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1736 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1737 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1738 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1739 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1740 forms which do create the implicit block.
1742 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1743 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1744 just as in Common Lisp.
1746 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1747 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1748 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1749 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1750 if the block does
1751 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1752 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1753 functions which don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1754 support it.
1755 @end defmac
1757 @defmac cl-return-from name [result]
1758 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1759 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1760 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1761 Otherwise, @code{nil} is returned.
1762 @end defmac
1764 @defmac cl-return [result]
1765 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1766 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1767 themselves in @code{nil} blocks.
1768 @end defmac
1770 @node Iteration
1771 @section Iteration
1773 @noindent
1774 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1775 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
1776 loop.
1778 @defmac cl-loop forms@dots{}
1779 The @code{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
1780 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1781 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1782 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1783 The simple form of @code{loop} is described here.
1785 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1786 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1787 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1788 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1790 @example
1791 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1792 @end example
1794 @noindent
1795 is exactly equivalent to
1797 @example
1798 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1799 @end example
1801 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1802 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1803 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1804 in the above notation would simply access and throw away the
1805 value of a variable.)
1806 @end defmac
1808 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1809 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1810 of the form
1812 @example
1813 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1814 @end example
1816 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1817 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1818 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1819 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1820 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1821 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1822 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1823 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1824 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1826 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1827 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1828 loop at any time.
1830 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1831 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1832 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1833 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1834 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1835 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1836 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1837 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1838 @code{let}.
1840 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
1841 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1842 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1843 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1844 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1845 the rest of the loop.
1847 @example
1848 (cl-do ((x foo (cdr x))
1849         (y bar (cdr y))
1850         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1851      ((or (null x) (null y))
1852       (nreverse z)))
1853 @end example
1854 @end defmac
1856 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1857 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1858 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1859 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1860 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1862 Here is another way to write the above loop:
1864 @example
1865 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1866          (yp bar (cdr yp))
1867          (x (car xp) (car xp))
1868          (y (car yp) (car yp))
1869          z)
1870   ((or (null xp) (null yp))
1871    (nreverse z))
1872   (push (f x y) z))
1873 @end example
1874 @end defmac
1876 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1877 This is a more specialized loop which iterates across the elements
1878 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
1879 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
1880 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
1881 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
1882 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
1883 surrounded by an implicit @code{nil} block.
1884 @end defmac
1886 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1887 This is a more specialized loop which iterates a specified number
1888 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
1889 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1890 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1891 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1892 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
1893 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1894 @end defmac
1896 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1897 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1898 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1899 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1900 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1901 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1902 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1903 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1904 @end defmac
1906 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1907 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1908 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1909 @end defmac
1911 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1912 iterating over vectors or lists.
1914 @node Loop Facility
1915 @section Loop Facility
1917 @noindent
1918 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
1919 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
1920 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
1921 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
1923 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
1924 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro'',
1925 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
1927 @menu
1928 * Loop Basics::           @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1929 * Loop Examples::         Working examples of @code{cl-loop} macro.
1930 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1931 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1932 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1933 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1934 @end menu
1936 @node Loop Basics
1937 @subsection Loop Basics
1939 @noindent
1940 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1941 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1942 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1943 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1945 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1946 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1947 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1949 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1950 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1951 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1952 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1953 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1954 specify initializations, such as the binding of temporary
1955 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1956 and final cleanup.
1958 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1959 loop:
1961 @example
1962 (cl-loop @var{name-clause}
1963          @var{var-clauses}@dots{}
1964          @var{action-clauses}@dots{})
1965 @end example
1967 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1968 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1969 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1970 variables should be bound during the loop, and how they should
1971 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1972 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1973 as computing, collecting, and returning values.
1975 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1976 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1977 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1978 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1979 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1981 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1982 them to return a value by using an accumulation clause like
1983 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1984 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1985 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1986 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1987 break out of the loop.)
1988 @end defmac
1990 The following sections give some examples of the Loop Macro in
1991 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1992 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
1993 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
1995 @node Loop Examples
1996 @subsection Loop Examples
1998 @noindent
1999 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2000 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
2001 language.
2003 @example
2004 (cl-loop for buf in (buffer-list)
2005          collect (buffer-file-name buf))
2006 @end example
2008 @noindent
2009 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2010 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
2011 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2012 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
2013 The result is a list of the file names of all the buffers in
2014 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2015 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
2017 @example
2018 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2019 @end example
2021 @noindent
2022 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2023 current buffer.
2025 @example
2026 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2027 @end example
2029 @noindent
2030 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2031 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2032 the loop exits immediately.
2034 @example
2035 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2036 @end example
2038 @noindent
2039 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2040 is always called at least once.
2042 @example
2043 (cl-loop for x from 1 to 100
2044          for y = (* x x)
2045          until (>= y 729)
2046          finally return (list x (= y 729)))
2047 @end example
2049 @noindent
2050 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2051 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2052 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2053 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2054 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2055 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2056 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2057 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2058 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2059 (This particular example was written less concisely than it
2060 could have been, just for the sake of illustration.)
2062 Note that even though this loop contains three clauses (two
2063 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2064 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2065 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2066 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
2068 @node For Clauses
2069 @subsection For Clauses
2071 @noindent
2072 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2073 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2074 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2075 and usually an end condition based on those variables.
2077 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2078 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2079 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2080 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2081 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2082 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2083 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2084 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2085 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2086 is purely a matter of style.
2088 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2090 @example
2091 (setq i 'happy)
2092 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2094      @result{} happy
2095 @end example
2097 @table @code
2098 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2099 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2100 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2101 term so that the clause is marked as a counting clause.
2103 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2104 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2105 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2106 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2107 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2108 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2109 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2110 counts in steps of one.
2112 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2113 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2114 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2115 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2116 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2117 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2118 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2119 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2121 @example
2122 (cl-loop for x to 10 collect x)
2123         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2124 (cl-loop for x below 10 collect x)
2125         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2126 @end example
2128 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2129 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2130 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2131 itself.
2133 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2134 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2135 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2136 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2137 function taking one argument.  For example:
2139 @example
2140 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2141         @result{} (1 4 9 16 25 36)
2142 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2143         @result{} (1 9 25)
2144 @end example
2146 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2147 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2149 @example
2150 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2151         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2152 @end example
2154 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2155 must be a list.  For example:
2157 @example
2158 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2159 @end example
2161 @noindent
2162 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2163 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2164 @var{x} was the last animal in the sequence.
2166 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2167 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2168 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2169 rather than just a temporary variable.  For example,
2171 @example
2172 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
2173 @end example
2175 @noindent
2176 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2177 is an extension to standard Common Lisp.
2179 @item for @var{var} across @var{array}
2180 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2181 which may be a vector or a string.
2183 @example
2184 (cl-loop for x across "aeiou"
2185          do (use-vowel (char-to-string x)))
2186 @end example
2188 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2189 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2190 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2192 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2193 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2194 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2195 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2196 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2197 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2198 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2200 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2201 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2202 term of the older macros is not supported.
2204 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2205 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2206 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2208 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2209 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2210 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2211 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2212 an unspecified order.
2214 As an example,
2216 @example
2217 (cl-loop for sym being the symbols
2218          when (fboundp sym)
2219          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2220          collect sym)
2221 @end example
2223 @noindent
2224 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2226 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2227 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2229 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2230 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2231 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2232 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2233 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2234 or @code{while}.
2236 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2237 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2238 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2239 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2240 a second variable to the opposite part.
2242 @example
2243 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2244                using (hash-values v)
2245          do
2246          (message "key %S -> value %S" k v))
2247 @end example
2249 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2250 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2251 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2252 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2253 (parent) keymaps.
2254 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2255 together.
2257 @example
2258 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2259                using (key-bindings b)
2260          do
2261          (message "key %S -> binding %S" c b))
2262 @end example
2265 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2266 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2267 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2268 vectors.  The strings or vectors
2269 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2270 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2271 clause to get the command bindings as well.
2273 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2274 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2275 (the clause @code{extents} is synonymous
2276 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2277 buffer is used.
2278 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2279 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2280 overlap the specified region.
2282 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2283 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2284 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2285 of start and end positions, where one start position is always equal
2286 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2287 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2288 term restricts the search to just the specified property.  The
2289 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2291 @item for @var{var} being the frames
2292 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2293 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2294 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2296 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2297 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2298 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2299 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2300 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2301 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2302 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2303 @code{walk-windows} instead.
2305 @item for @var{var} being the buffers
2306 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2307 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2309 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2310 This clause does a general iteration.  The first time through
2311 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2312 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2313 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2314 these two loops are effectively the same:
2316 @example
2317 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2318 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2319 @end example
2321 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2322 of terminating condition; the above example combines it with a
2323 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2325 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2326 the initial setting and for successive settings:
2328 @example
2329 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2330 @end example
2332 @noindent
2333 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2334 function until it gets a positive one, which it then returns.
2335 @end table
2337 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2338 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2339 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2340 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2341 and @code{cl-psetq}).
2343 @example
2344 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2345         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2346 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2347         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2348 @end example
2350 @noindent
2351 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2352 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2353 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2354 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2355 through the loop.
2357 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @dfn{destructuring},
2358 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2359 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2360 of variables instead of a single variable.  The values produced
2361 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2362 stored in the corresponding variables.
2364 @example
2365 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2366         @result{} (5 9 13)
2367 @end example
2369 In loop destructuring, if there are more values than variables
2370 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2371 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2372 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2373 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2374 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2375 to process an alist
2377 @example
2378 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2379          collect value)
2380         @result{} (1 2)
2381 @end example
2383 @node Iteration Clauses
2384 @subsection Iteration Clauses
2386 @noindent
2387 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2388 that control the way the loop operates.  They might be used by
2389 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2391 @table @code
2392 @item repeat @var{integer}
2393 This clause simply counts up to the specified number using an
2394 internal temporary variable.  The loops
2396 @example
2397 (cl-loop repeat (1+ n) do ...)
2398 (cl-loop for temp to n do ...)
2399 @end example
2401 @noindent
2402 are identical except that the second one forces you to choose
2403 a name for a variable you aren't actually going to use.
2405 @item while @var{condition}
2406 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2407 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2408 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2409 that surrounds the second one:
2411 @example
2412 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2413 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2414 @end example
2416 @item until @var{condition}
2417 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2418 i.e., non-@code{nil}.
2420 @item always @var{condition}
2421 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2422 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2423 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2424 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2426 @example
2427 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2428     (some-big-sizes)
2429   (no-big-sizes))
2430 @end example
2432 @item never @var{condition}
2433 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2434 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2436 @item thereis @var{condition}
2437 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2438 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2439 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2440 @end table
2442 @node Accumulation Clauses
2443 @subsection Accumulation Clauses
2445 @noindent
2446 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2447 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2448 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2450 @table @code
2451 @item collect @var{form}
2452 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2453 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2455 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2456 likewise for the other accumulation clauses.
2458 @item append @var{form}
2459 This clause collects lists of values into a result list using
2460 @code{append}.
2462 @item nconc @var{form}
2463 This clause collects lists of values into a result list by
2464 destructively modifying the lists rather than copying them.
2466 @item concat @var{form}
2467 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2468 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2469 standard Common Lisp.)
2471 @item vconcat @var{form}
2472 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2473 into a vector.
2475 @item count @var{form}
2476 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2477 evaluates to a non-@code{nil} value.
2479 @item sum @var{form}
2480 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2481 @var{form}, which must evaluate to a number.
2483 @item maximize @var{form}
2484 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2485 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2486 @code{maximize} is executed zero times.
2488 @item minimize @var{form}
2489 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2490 @end table
2492 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2493 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2494 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2495 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2496 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2497 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2498 the accumulated result.
2500 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2501 accumulate into the same place.  From Steele:
2503 @example
2504 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2505          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2506          collect name
2507          append kids)
2508         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2509 @end example
2511 @node Other Clauses
2512 @subsection Other Clauses
2514 @noindent
2515 This section describes the remaining loop clauses.
2517 @table @code
2518 @item with @var{var} = @var{value}
2519 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2520 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2521 loops are basically equivalent:
2523 @example
2524 (cl-loop with x = 17 do ...)
2525 (let ((x 17)) (cl-loop do ...))
2526 (cl-loop for x = 17 then x do ...)
2527 @end example
2529 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2530 in the rest of the loop.  For example:
2532 @example
2533 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2534          finally return res)
2535 @end example
2537 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2538 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2539 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2540 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2541 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2542 front of @code{res} rather than the end.
2544 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2545 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2546 unnecessary.)
2548 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2549 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2550 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2551 @code{let} instead.
2553 @item if @var{condition} @var{clause}
2554 This clause executes the following loop clause only if the specified
2555 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2556 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2557 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2558 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2559 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2560 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2561 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2563 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2564 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2566 @example
2567 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2568      @result{} (6 13 -1)
2569 (cl-loop for x below 10
2570          if (oddp x)
2571            collect x into odds
2572            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2573          else
2574            collect x into evens
2575          finally return (vector odds evens))
2576         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2577 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2578      @result{} (6 7 13 -1)
2579 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2580         @result{} (13 -1)
2581 @end example
2583 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2584 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2585 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2586 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2587 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2588 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2589 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2590 returns early; the actual returned value is based on the result
2591 of the @code{memq} call.
2593 @item when @var{condition} @var{clause}
2594 This clause is just a synonym for @code{if}.
2596 @item unless @var{condition} @var{clause}
2597 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2598 sense of the condition is reversed.
2600 @item named @var{name}
2601 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2602 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2603 used as the block name.
2605 @item initially [do] @var{forms}...
2606 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2607 executed before the loop itself begins (but after any variables
2608 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2609 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2610 if there are several, they are executed in the order they appear
2611 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2613 @item finally [do] @var{forms}...
2614 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2615 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2616 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2617 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2618 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2620 @item finally return @var{form}
2621 This says that @var{form} should be executed after the loop
2622 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2623 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2624 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2625 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2626 is executed.
2628 @item do @var{forms}...
2629 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2630 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2631 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2632 @code{do}.
2634 @item return @var{form}
2635 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2636 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2637 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2638 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2639 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2640 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2642 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2643 @c FIXME cl-do, cl-return?
2644 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2645 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2646 efficiently, though.
2647 @end table
2649 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop}
2650 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2651 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2652 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2653 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2654 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2655 file @file{cl-macs.el} for details.
2657 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2658 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2659 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2660 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2661 buffers are Emacs-specific extensions.
2663 @node Multiple Values
2664 @section Multiple Values
2666 @noindent
2667 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2668 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2669 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2670 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2671 than one value either return just the first value (as in
2672 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2673 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2674 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2675 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2676 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2677 in Emacs.
2679 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2680 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2681 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2682 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2683 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2684 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2685 values, the excess values are ignored.
2686 @end defmac
2688 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2689 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2690 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2691 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2692 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2693 @end defmac
2695 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2696 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2698 @node Macros
2699 @chapter Macros
2701 @noindent
2702 This package implements the various Common Lisp features of
2703 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2704 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2705 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2706 @xref{Argument Lists}.
2708 Destructuring is made available to the user by way of the
2709 following macro:
2711 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2712 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2713 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2714 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2715 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2716 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2717 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2718 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2719 or with incorrect keyword arguments.
2720 @end defmac
2722 This package also includes the Common Lisp @code{cl-define-compiler-macro}
2723 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2724 optimizations for your functions.
2726 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2727 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2728 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2729 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2730 @code{macroexpand} function.
2732 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2733 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2734 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2735 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2736 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2737 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2738 function, leaving complicated cases alone.
2740 For example, here is a simplified version of a definition that
2741 appears as a standard part of this package:
2743 @example
2744 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2745      (if (and (null keys)
2746               (eq (car-safe a) 'quote)
2747               (not (floatp-safe (cadr a))))
2748          (list 'memq a list)
2749        form))
2750 @end example
2752 @noindent
2753 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2754 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2755 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2756 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2757 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2758 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2759 common @code{:test} predicates.)
2760 @end defmac
2762 @defun cl-compiler-macroexpand form
2763 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2764 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2765 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2766 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2767 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2768 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2769 for which no further expansion is possible.
2770 @end defun
2772 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2773 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2774 definitions.
2776 @node Declarations
2777 @chapter Declarations
2779 @noindent
2780 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2781 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2782 about the types of data that will be stored in particular variables,
2783 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2784 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2785 @code{cl-declare}, @code{cl-locally}, @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim},
2786 and @code{cl-the}.
2788 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
2789 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
2790 to benefit from type information, and @code{special} declarations
2791 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
2792 declarations are meaningful when the optimizing byte
2793 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
2794 compiler, these declarations will effectively be ignored.
2796 @defun cl-proclaim decl-spec
2797 This function records a ``global'' declaration specified by
2798 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2799 is evaluated and thus should normally be quoted.
2800 @end defun
2802 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2803 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2804 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2805 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts an @code{(cl-eval-when
2806 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
2807 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2808 since normally the declarations are meant to influence the way the
2809 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2810 form.)
2811 @end defmac
2813 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2814 This macro is used to make declarations within functions and other
2815 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2816 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2817 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2818 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2819 is @code{special}.
2820 @end defmac
2822 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2823 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2824 @end defmac
2826 @defmac cl-the type form
2827 Type information provided by @code{cl-the} is ignored in this package;
2828 in other words, @code{(cl-the @var{type} @var{form})} is equivalent
2829 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
2830 make use of this information.
2832 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2833 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2834 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2835 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2836 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2837 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2838 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2839 @end defmac
2841 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2842 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2843 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2844 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2845 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2846 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2847 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2849 @table @code
2850 @item special
2851 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2852 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2853 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
2854 variables are intentionally being referred to without being
2855 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2856 warnings for such references, since they could be typographical
2857 errors for references to local variables.
2859 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2860 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
2861 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
2862 do not warn for non-local references).
2864 In top-level contexts, it is generally better to write
2865 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2866 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
2867 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
2868 functions, while @code{(cl-declare (special @var{var}))} takes care
2869 to work correctly with all compilers.
2871 @item inline
2872 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2873 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2874 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2875 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
2876 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
2877 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
2878 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
2879 function call.
2881 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2882 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2883 and declare it inline all at once.
2885 @example
2886 (cl-declaim (inline foo bar))
2887 (cl-eval-when (compile load eval)
2888   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2889 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
2890 @end example
2892 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2893 containing source file is done.  It is correct to use it to
2894 request that a function you have defined should be inlined,
2895 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2896 function.
2898 In Common Lisp, it is possible to use @code{(cl-declare (inline @dots{}))}
2899 before a particular call to a function to cause just that call to
2900 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2901 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2902 this package.
2904 @item notinline
2905 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2906 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2907 declaration.
2909 @item optimize
2910 This declaration controls how much optimization is performed by
2911 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
2912 compilers.
2914 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2915 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2916 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2917 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2918 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2919 The default level for both qualities is 1.
2921 In this package, with the optimizing compiler, the
2922 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2923 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2924 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2925 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2926 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2927 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2928 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2929 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2930 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2931 at run-time.)
2933 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2934 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2935 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2936 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2937 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2939 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2940 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2941 it to be used with @code{cl-declare} to set the level of optimization
2942 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2943 current version of the optimizing compiler.  (The @code{cl-declare}
2944 will set the new optimization level, but that level will not
2945 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2947 @item warn
2948 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2949 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
2950 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
2951 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2952 qualities.  The currently supported warning types are
2953 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2954 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2955 disable these warnings and any higher value will enable them.
2956 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
2957 @end table
2959 @node Symbols
2960 @chapter Symbols
2962 @noindent
2963 This package defines several symbol-related features that were
2964 missing from Emacs Lisp.
2966 @menu
2967 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2968 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2969 @end menu
2971 @node Property Lists
2972 @section Property Lists
2974 @noindent
2975 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2976 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2977 There are also functions for working with property lists as
2978 first-class data structures not attached to particular symbols.
2980 @defun cl-get symbol property &optional default
2981 This function is like @code{get}, except that if the property is
2982 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2983 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2984 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2985 Lisp's @code{get}.)
2987 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2988 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2989 @end defun
2991 @defun cl-remprop symbol property
2992 This function removes the entry for @var{property} from the property
2993 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2994 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2995 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2996 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2997 to distinguish between a missing property and a property whose value
2998 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2999 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
3000 @end defun
3002 @defun cl-getf place property &optional default
3003 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3004 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3005 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3006 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3007 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3008 is given).
3010 In particular,
3012 @example
3013 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-get (symbol-plist sym) prop)
3014 @end example
3016 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3017 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3018 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3019 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3020 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3021 pair onto the list if the property is not yet present.
3023 @example
3024 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (cl-get (symbol-plist sym) prop) val)
3025 @end example
3027 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
3028 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3030 @example
3031 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
3032 @end example
3034 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3035 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3037 @c FIXME cl-getf?
3038 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3039 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3040 expression.
3041 @end defun
3043 @defmac cl-remf place property
3044 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3045 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3046 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3047 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3048 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3049 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3050 out the property and value cells.
3051 @end defmac
3053 @node Creating Symbols
3054 @section Creating Symbols
3056 @noindent
3057 These functions create unique symbols, typically for use as
3058 temporary variables.
3060 @defun cl-gensym &optional x
3061 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3062 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3063 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3064 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3065 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3066 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3067 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3068 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3069 code.
3070 @end defun
3072 @defvar cl--gensym-counter
3073 This variable holds the counter used to generate @code{cl-gensym} names.
3074 It is incremented after each use by @code{cl-gensym}.  In Common Lisp
3075 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3076 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3077 each used @code{cl-gensym} in their compilation are loaded together.
3078 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3079 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3080 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3081 symbols remain uninterned after loading.)
3082 @end defvar
3084 @defun cl-gentemp &optional x
3085 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
3086 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3087 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3088 again until a new symbol is generated.
3089 @end defun
3091 This package automatically creates all keywords that are called for by
3092 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
3093 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
3094 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
3095 provided.
3097 @node Numbers
3098 @chapter Numbers
3100 @noindent
3101 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3102 which were left out of Emacs Lisp.
3104 @menu
3105 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, @code{cl-floatp-safe}, etc.
3106 * Numerical Functions::         @code{abs}, @code{cl-floor}, etc.
3107 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
3108 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}.
3109 @end menu
3111 @node Predicates on Numbers
3112 @section Predicates on Numbers
3114 @noindent
3115 These functions return @code{t} if the specified condition is
3116 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3118 @defun cl-plusp number
3119 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3120 error if the argument is not a number.
3121 @end defun
3123 @defun cl-minusp number
3124 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3125 error if the argument is not a number.
3126 @end defun
3128 @defun cl-oddp integer
3129 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3130 error if the argument is not an integer.
3131 @end defun
3133 @defun cl-evenp integer
3134 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3135 error if the argument is not an integer.
3136 @end defun
3138 @defun cl-floatp-safe object
3139 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3140 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3141 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3142 @end defun
3144 @node Numerical Functions
3145 @section Numerical Functions
3147 @noindent
3148 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3150 @defun cl-gcd &rest integers
3151 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3152 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3153 For zero arguments, it returns zero.
3154 @end defun
3156 @defun cl-lcm &rest integers
3157 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3158 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3159 For zero arguments, it returns one.
3160 @end defun
3162 @defun cl-isqrt integer
3163 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3164 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3165 square root of the argument.
3166 @end defun
3168 @defun cl-floor number &optional divisor
3169 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
3170 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3171 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3172 first return value to yield the argument again.  If the argument
3173 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3174 If the argument is a floating-point number, the first
3175 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3176 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3178 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
3179 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3180 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3181 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3182 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3183 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3184 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
3185 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
3187 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3188 function, except that it returns the two results in a list since
3189 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3190 @end defun
3192 @defun cl-ceiling number &optional divisor
3193 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3194 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3195 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3196 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3197 @end defun
3199 @defun cl-truncate number &optional divisor
3200 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3201 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3202 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3203 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
3204 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
3205 the same sign as @var{number}.
3206 @end defun
3208 @defun cl-round number &optional divisor
3209 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3210 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3211 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3212 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3213 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3214 @end defun
3216 @defun cl-mod number divisor
3217 This function returns the same value as the second return value
3218 of @code{cl-floor}.
3219 @end defun
3221 @defun cl-rem number divisor
3222 This function returns the same value as the second return value
3223 of @code{cl-truncate}.
3224 @end defun
3226 @node Random Numbers
3227 @section Random Numbers
3229 @noindent
3230 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3231 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3232 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3233 random numbers than the simple generators supplied by many
3234 operating systems.
3236 @defun cl-random number &optional state
3237 This function returns a random nonnegative number less than
3238 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3239 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3240 which holds the state of the random number generator.  The
3241 function modifies this state object as a side effect.  If
3242 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3243 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3244 @code{random-state} object.
3245 @end defun
3247 @defvar cl--random-state
3248 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3249 object, used for calls to @code{cl-random} that do not specify an
3250 alternative state object.  Since any number of programs in the
3251 Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in interleaved
3252 fashion, the sequence generated from this variable will be
3253 irreproducible for all intents and purposes.
3254 @end defvar
3256 @defun cl-make-random-state &optional state
3257 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3258 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3259 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3260 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3261 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3262 random-state object) will return identical sequences of random
3263 numbers.
3265 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3266 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3267 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3268 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3269 be an integer in which case the new object is seeded from that
3270 integer; each different integer seed will result in a completely
3271 different sequence of random numbers.
3273 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3274 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3275 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3276 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3277 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3278 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3279 from the file.
3280 @end defun
3282 @defun cl-random-state-p object
3283 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3284 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3285 @end defun
3287 @node Implementation Parameters
3288 @section Implementation Parameters
3290 @noindent
3291 This package defines several useful constants having to with numbers.
3293 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3294 This package determines their values by exercising the computer's
3295 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3296 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3297 function that must be called before the parameters can be used.
3299 @defun cl-float-limits
3300 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3301 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3302 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3303 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3304 parameters have already been initialized, the function returns
3305 immediately.
3307 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3308 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3309 unusual, e.g., decimal.
3310 @end defun
3312 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3313 precisions, it has families of constants like
3314 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3315 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3316 floating-point precision, so this package omits the precision word
3317 from the constants' names.
3319 @defvar cl-most-positive-float
3320 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3321 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3322 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3323 is approximately @code{1.79e+308}.
3324 @end defvar
3326 @defvar cl-most-negative-float
3327 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3328 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3329 @end defvar
3331 @defvar cl-least-positive-float
3332 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3333 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3334 supported or @code{2.22e-308} if not.
3335 @end defvar
3337 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3338 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3339 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3340 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3341 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3342 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3343 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3344 @end defvar
3346 @defvar cl-least-negative-float
3347 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3348 @end defvar
3350 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3351 This constant is the negative counterpart of
3352 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3353 @end defvar
3355 @defvar cl-float-epsilon
3356 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3357 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3358 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3359 is about @code{2.22e-16}.
3360 @end defvar
3362 @defvar cl-float-negative-epsilon
3363 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3364 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3365 @code{1.11e-16}.
3366 @end defvar
3368 @node Sequences
3369 @chapter Sequences
3371 @noindent
3372 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3373 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3374 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3375 @code{length}; this package defines most of the rest.
3377 @menu
3378 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3379 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-mapcan}, @code{cl-map}, @code{cl-every}, etc.
3380 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3381 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-position}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3382 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3383 @end menu
3385 @node Sequence Basics
3386 @section Sequence Basics
3388 @noindent
3389 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3390 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3391 may appear in any order.
3393 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3394 function of one argument.  This key function is used as a filter
3395 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3396 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}:
3397 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3398 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3399 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3400 the identity function.
3402 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3403 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3404 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3405 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3406 function in the same order as the original sequence function
3407 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3408 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3409 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3410 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3411 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3412 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3414 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3415 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3416 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3417 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3418 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3420 @example
3421 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3422 @end example
3424 @noindent
3425 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3427 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3428 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3429 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3430 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3431 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3432 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3433 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3434 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3435 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3436 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3437 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3439 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3440 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3441 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3442 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3443 to be removed or otherwise processed.
3445 The sequence functions make no guarantees about the order in
3446 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3447 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3448 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3449 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3450 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3451 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3452 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3453 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3455 Strings may contain ``text properties'' as well
3456 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3457 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3458 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3459 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3460 result.
3462 @node Mapping over Sequences
3463 @section Mapping over Sequences
3465 @noindent
3466 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3467 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3468 built-in function @code{mapcar}.
3470 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3471 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3472 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3473 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3474 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3475 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3476 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3477 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3478 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3479 is always a list.
3481 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3482 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3483 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3484 superset of both.
3485 @end defun
3487 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3488 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3489 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3490 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3491 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3492 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3493 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3494 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3495 @end defun
3497 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3498 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3499 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3500 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3501 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3502 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3503 @code{car}s of the advancing pointers.
3504 @end defun
3506 @c FIXME does not exist?
3507 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3508 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3509 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3510 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3511 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3512 primitive @code{mapc}.
3513 @end defun
3515 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3516 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3517 the values returned by @var{function}.
3518 @end defun
3520 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3521 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3522 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3523 rather than simply collecting them into a list.
3524 @end defun
3526 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3527 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3528 the return values using @code{nconc}.
3529 @end defun
3531 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3532 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3533 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3534 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3535 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3536 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3537 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3538 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3539 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3540 @end defun
3542 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3543 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3544 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3545 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3546 for all elements.
3547 @end defun
3549 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3550 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3551 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3552 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3553 was @code{nil} for all elements.
3554 @end defun
3556 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3557 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3558 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3559 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3560 true for all elements.
3561 @end defun
3563 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3564 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3565 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3566 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3567 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3568 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3569 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3570 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3571 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3573 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3574 of left-associative:
3576 @example
3577 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3578         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3579 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3580         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3581 @end example
3583 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3584 is called on each of the sequence elements in turn.
3586 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3587 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3588 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3590 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3591 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3592 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3593 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3594 @end defun
3596 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3597 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3598 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3599 function calls.
3601 @node Sequence Functions
3602 @section Sequence Functions
3604 @noindent
3605 This section describes a number of Common Lisp functions for
3606 operating on sequences.
3608 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3609 This function returns a given subsequence of the argument
3610 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3611 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3612 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3613 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3614 return value is always a copy; it does not share structure
3615 with @var{sequence}.
3617 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3618 may be negative, in which case they represent a distance back
3619 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3620 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3621 the @emph{only} sequence function that allows negative
3622 @var{start} and @var{end}.
3624 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3625 specified range of elements with elements from another sequence.
3626 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3627 @end defun
3629 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3630 This function concatenates the argument sequences together to
3631 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3632 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3633 arguments are always copied, even in cases such as
3634 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3635 identical to an argument.
3636 @end defun
3638 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3639 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3640 part of the sequence) with the value @var{item}.
3641 @end defun
3643 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3644 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3645 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3646 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3647 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3649 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3650 will work correctly even if the regions indicated by the start
3651 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3652 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3653 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3654 is undefined.
3655 @end defun
3657 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3658 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3659 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3660 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3661 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3662 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3663 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3664 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3665 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3666 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3667 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3668 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3669 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3670 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3671 if @var{count} was also specified).
3672 @end defun
3674 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3675 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3676 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3677 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3678 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3679 list if necessary to preserve the original list, whereas
3680 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3681 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3682 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3683 @end defun
3685 @findex cl-remove-if
3686 @findex cl-remove-if-not
3687 @findex cl-delete-if
3688 @findex cl-delete-if-not
3689 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3690 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3692 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3693 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3694 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3695 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3696 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3697 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3698 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3699 examined or removed.
3700 @end defun
3702 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3703 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3704 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3705 @end defun
3707 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3708 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3709 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3710 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3711 used to limit the number of substitutions made.
3712 @end defun
3714 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3715 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3716 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3717 by returning a changed copy of the sequence.
3718 @end defun
3720 @findex cl-substitute-if
3721 @findex cl-substitute-if-not
3722 @findex cl-nsubstitute-if
3723 @findex cl-nsubstitute-if-not
3724 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3725 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3726 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3727 @var{old} argument.
3729 @node Searching Sequences
3730 @section Searching Sequences
3732 @noindent
3733 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3734 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3736 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3737 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3738 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3739 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3740 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3741 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3742 limit the range of elements that are searched.
3743 @end defun
3745 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3746 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3747 integer position in the sequence of the matching item rather than
3748 the item itself.  The position is relative to the start of the
3749 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3750 returns @code{nil} if no matching element was found.
3751 @end defun
3753 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3754 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3755 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3756 @end defun
3758 @findex cl-find-if
3759 @findex cl-find-if-not
3760 @findex cl-position-if
3761 @findex cl-position-if-not
3762 @findex cl-count-if
3763 @findex cl-count-if-not
3764 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3765 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3766 functions are defined similarly.
3768 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3769 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3770 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3771 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3772 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3773 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3774 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3775 elements which do not match, or the position at which the shorter of
3776 the two otherwise-matching sequences runs out.
3778 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3779 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3780 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3781 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3783 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3784 which compares two strings case-insensitively.
3785 @end defun
3787 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3788 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3789 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3790 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
3791 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3792 The return value is the index of the leftmost element of the
3793 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3794 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3795 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3796 @end defun
3798 @node Sorting Sequences
3799 @section Sorting Sequences
3801 @defun clsort seq predicate @t{&key :key}
3802 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3803 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3804 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3805 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3806 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3807 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3808 numbers into decreasing rather than increasing order.
3810 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3811 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3812 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
3813 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3815 @example
3816 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3817 @end example
3819 @noindent
3820 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3821 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3822 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3823 simple accessor though, it's used heavily in the current
3824 implementation.
3826 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3827 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
3828 @end defun
3830 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3831 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3832 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3833 be rearranged out of their original order by the sort.
3835 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3836 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3837 stable by default.  However, this package reserves the right to
3838 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3839 @end defun
3841 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3842 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3843 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3844 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3845 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3846 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3847 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3848 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3849 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3850 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3851 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3852 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3853 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3854 @var{predicate}.
3855 @end defun
3857 @node Lists
3858 @chapter Lists
3860 @noindent
3861 The functions described here operate on lists.
3863 @menu
3864 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3865 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3866 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3867 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-rassoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}.
3868 @end menu
3870 @node List Functions
3871 @section List Functions
3873 @noindent
3874 This section describes a number of simple operations on lists,
3875 i.e., chains of cons cells.
3877 @defun cl-caddr x
3878 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3879 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
3880 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3881 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3882 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3883 @end defun
3885 @defun cl-first x
3886 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3887 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3888 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3889 @end defun
3891 @defun cl-rest x
3892 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3893 @end defun
3895 @defun cl-endp x
3896 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
3897 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
3898 cons cell.  This package simply defines @code{cl-endp} as a synonym
3899 for @code{null}.
3900 @end defun
3902 @defun cl-list-length x
3903 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3904 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3905 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
3906 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3907 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
3908 @end defun
3910 @defun cl-list* arg &rest others
3911 This function constructs a list of its arguments.  The final
3912 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
3913 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3914 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3915 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3916 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3917 @end defun
3919 @defun cl-ldiff list sublist
3920 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3921 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3922 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3923 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3924 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3925 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3926 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3927 is returned.
3928 @end defun
3930 @defun cl-copy-list list
3931 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3932 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3933 @end defun
3935 @defun copy-tree x &optional vecp
3936 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
3937 @c FIXME? cl-copy-list is not an alias of copy-sequence.
3938 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{cl-copy-list}),
3939 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
3940 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
3941 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
3942 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
3943 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
3944 cons cells.
3945 @end defun
3947 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3948 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3949 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
3950 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3951 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3952 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3953 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3954 @end defun
3956 @node Substitution of Expressions
3957 @section Substitution of Expressions
3959 @noindent
3960 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3961 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3962 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3964 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3965 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3966 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3967 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3968 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3969 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3970 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
3971 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3972 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3973 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3974 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3975 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3976 but not to @var{old}.
3977 @end defun
3979 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3980 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3981 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3982 rather than copying.
3983 @end defun
3985 @findex cl-subst-if
3986 @findex cl-subst-if-not
3987 @findex cl-nsubst-if
3988 @findex cl-nsubst-if-not
3989 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3990 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3992 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3993 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3994 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3995 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3996 function, if any), is compared with the @code{car}s of
3997 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3998 @code{cdr}.
3999 @end defun
4001 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4002 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
4003 @end defun
4005 @node Lists as Sets
4006 @section Lists as Sets
4008 @noindent
4009 These functions perform operations on lists which represent sets
4010 of elements.
4012 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
4013 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4014 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4015 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4016 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4017 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4018 @xref{Sequences}.
4020 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
4021 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
4022 :test 'equal)}.
4023 @end defun
4025 @findex cl-member-if
4026 @findex cl-member-if-not
4027 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
4028 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4030 @defun cl-tailp sublist list
4031 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4032 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4033 any of its @code{cdr}s.
4034 @end defun
4036 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4037 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4038 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4039 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
4040 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4041 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4042 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4043 become part of the list.
4044 @end defun
4046 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4047 This function combines two lists which represent sets of items,
4048 returning a list that represents the union of those two sets.
4049 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4050 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4051 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4052 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4053 undefined whether or not that duplication will survive in the
4054 result list.  The order of elements in the result list is also
4055 undefined.
4056 @end defun
4058 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4059 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
4060 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4061 @end defun
4063 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4064 This function computes the intersection of the sets represented
4065 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4066 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4067 @end defun
4069 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4070 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
4071 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4072 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4073 @end defun
4075 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4076 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4077 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4078 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4079 @end defun
4081 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4082 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
4083 to reuse @var{list1} if possible.
4084 @end defun
4086 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4087 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4088 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4089 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4090 @end defun
4092 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4093 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
4094 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4095 @end defun
4097 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4098 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4099 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4100 also appears in @var{list2}.
4101 @end defun
4103 @node Association Lists
4104 @section Association Lists
4106 @noindent
4107 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4108 one set of values to another; any list whose elements are cons
4109 cells is an association list.
4111 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4112 This function searches the association list @var{a-list} for an
4113 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4114 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4115 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4116 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4117 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4118 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4119 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4120 elements of @var{a-list} to be an error.)
4121 @end defun
4123 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4124 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4125 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4126 the inverse of the mapping to @var{item}.
4127 @end defun
4129 @findex cl-assoc-if
4130 @findex cl-assoc-if-not
4131 @findex cl-rassoc-if
4132 @findex cl-rassoc-if-not
4133 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
4134 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4136 Two simple functions for constructing association lists are:
4138 @defun cl-acons key value alist
4139 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4140 @end defun
4142 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
4143 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
4144 @var{alist})}.
4145 @end defun
4147 @node Structures
4148 @chapter Structures
4150 @noindent
4151 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4152 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4153 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4154 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4155 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4156 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4157 type.
4159 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4160 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4161 system provides no way to create new distinct types, this package
4162 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4163 special ``tag'' symbol to identify them.
4165 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
4166 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
4167 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4168 may begin with a string which documents the structure type.)
4169 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4170 are symbols.  For example,
4172 @example
4173 (cl-defstruct person name age sex)
4174 @end example
4176 @noindent
4177 defines a struct type called @code{person} which contains three
4178 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4179 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4180 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4181 using @code{setf} on any of these place forms:
4183 @example
4184 (cl-incf (person-age birthday-boy))
4185 @end example
4187 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4188 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4189 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4190 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4191 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
4192 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4194 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4195 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4197 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4198 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4199 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4200 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4201 length which starts with the correct tag symbol.)
4203 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4204 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4205 argument is the wrong type.  This check is affected by
4206 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4207 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4208 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4209 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4210 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4211 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4212 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4213 @xref{Declarations}.
4215 @example
4216 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4217      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4218 (setq other (copy-person dave))
4219      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4220 (eq dave other)
4221      @result{} nil
4222 (eq (person-name dave) (person-name other))
4223      @result{} t
4224 (person-p dave)
4225      @result{} t
4226 (person-p [1 2 3 4])
4227      @result{} nil
4228 (person-p "Bogus")
4229      @result{} nil
4230 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4231      @result{} t
4232 @end example
4234 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4235 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4236 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4237 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4238 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4239 structure type is created without specifying that slot's value.
4241 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4242 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4243 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4244 the slot's value is determined when the object is created and does
4245 not change afterward.
4247 @example
4248 (cl-defstruct person
4249      (name nil :read-only t)
4250      age
4251      (sex 'unknown))
4252 @end example
4254 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4256 For obscure historical reasons, structure options take a different
4257 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4258 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4259 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4260 enclosed in lists.)
4262 @example
4263 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4264                       (:type list)
4265                       :named)
4266      name age sex)
4267 @end example
4269 The following structure options are recognized.
4271 @table @code
4272 @item :conc-name
4273 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4274 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4275 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4276 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4277 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4278 to name the accessor functions.
4280 @item :constructor
4281 In the simple case, this option takes one argument which is an
4282 alternate name to use for the constructor function.  The default
4283 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4284 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4285 as an argument means that no standard constructor should be
4286 generated at all.
4288 In the full form of this option, the constructor name is followed
4289 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4290 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4291 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4292 The argument names should match the slot names; each slot is
4293 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4294 do not appear in the argument list are initialized based on the
4295 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4296 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4297 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4298 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4299 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4300 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4302 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4303 options on a structure.  The default constructor is still generated
4304 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4305 option.
4307 @example
4308 (cl-defstruct
4309     (person
4310      (:constructor nil)   ; no default constructor
4311      (:constructor new-person
4312                    (name sex &optional (age 0)))
4313      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4314                                    (dog-years 0)
4315                               &aux (age (* 7 dog-years))
4316                                    (sex 'canine))))
4317     name age sex)
4318 @end example
4320 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4321 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4322 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4323 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4324 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4325 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4327 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4328 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4329 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4330 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4331 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4332 overriding it.
4334 @item :copier
4335 The argument is an alternate name for the copier function for
4336 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4337 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4338 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4340 @item :predicate
4341 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4342 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4343 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4344 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4345 ever generated.)
4347 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4348 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4349 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4350 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4351 only if they used the default predicate name.
4353 @item :include
4354 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4355 The argument is the name of another structure type previously
4356 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4357 structure type to inherit all of the included structure's slots
4358 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4359 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4360 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4361 for the included type will also accept objects of the new type.
4363 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4364 the included-structure name, these options are treated as replacement
4365 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4366 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4368 @example
4369 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4370         @result{} person
4371 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4372      helmet-size
4373      (favorite-beverage 'tang))
4374         @result{} astronaut
4376 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4377      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4378 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4379      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4381 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4382      @result{} (t t)
4383 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4384      @result{} (nil t)
4386 (person-name buzz)
4387      @result{} "Buzz"
4388 (astronaut-name joe)
4389      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4390 @end example
4392 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4393 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4394 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4395 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4396 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4397 work on astronauts just like other people.
4399 @item :print-function
4400 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4401 which is called to print an instance of the structure type.  The
4402 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4403 allow for such a feature, so this package simply ignores
4404 @code{:print-function}.
4406 @item :type
4407 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4408 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4409 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4410 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4411 lists instead.
4413 The vector representation for structure objects has the advantage
4414 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4415 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4416 but take a relatively long time accessing the later slots.
4418 @item :named
4419 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4420 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4421 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4422 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4423 features.
4425 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4426 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4427 conjunction with @code{:type}.
4429 @example
4430 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4431 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4432 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4434 (setq p1 (make-person1))
4435      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4436 (setq p2 (make-person2))
4437      @result{} (person2 nil nil nil)
4438 (setq p3 (make-person3))
4439      @result{} (nil nil nil)
4441 (person1-p p1)
4442      @result{} t
4443 (person2-p p2)
4444      @result{} t
4445 (person3-p p3)
4446      @result{} error: function person3-p undefined
4447 @end example
4449 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4450 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4451 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4452 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4453 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4454 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4455 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4456 proceeding.
4458 @item :initial-offset
4459 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4460 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4461 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4462 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4463 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4464 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4465 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4466 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4467 of the included type and the first new slot.
4468 @end table
4469 @end defmac
4471 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4472 entirely compatible with that of Common Lisp.
4474 @node Assertions
4475 @chapter Assertions and Errors
4477 @noindent
4478 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4479 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4480 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4481 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4483 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4484 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4485 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4486 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4488 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4489 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4490 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4491 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4493 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4494 You can specify a different error message by including a @var{string}
4495 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4496 passed to @code{error} to signal the error.
4498 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4499 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4500 will also include all non-constant arguments of the top-level
4501 @var{form}.  For example:
4503 @example
4504 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4505 @end example
4507 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4508 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4509 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4510 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4511 makes no sense to specify @var{places}.
4512 @end defmac
4514 @defmac cl-check-type form type [string]
4515 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4516 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4517 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4518 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4519 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4520 error message in place of @var{type}.  For example:
4522 @example
4523 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4524 @end example
4526 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4527 that may be used for @var{type}.
4529 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4530 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4531 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4532 user to modify @var{place}.
4533 @end defmac
4535 @node Efficiency Concerns
4536 @appendix Efficiency Concerns
4538 @appendixsec Macros
4540 @noindent
4541 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4542 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4543 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4544 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4545 the form
4547 @example
4548 (cl-incf i n)
4549 @end example
4551 @noindent
4552 is expanded at compile-time to the Lisp form
4554 @example
4555 (setq i (+ i n))
4556 @end example
4558 @noindent
4559 which is the most efficient ways of doing this operation
4560 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4561 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4563 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4564 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4565 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4566 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4567 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4568 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4569 hundred times.
4571 You can find out how a macro expands by using the
4572 @code{cl-prettyexpand} function.
4574 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4575 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4576 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4577 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4578 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4579 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4581 @example
4582 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4583 @end example
4585 @noindent
4586 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4587 the expansion
4589 @example
4590 (cl-block nil
4591      (let* ((x 0)
4592             (G1004 nil))
4593        (while (< x 10)
4594          (setq G1004 (cons x G1004))
4595          (setq x (+ x 1)))
4596        (nreverse G1004)))
4597 @end example
4599 @noindent
4600 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4601 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4602 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4603 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4605 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4606 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4607 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4608 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4610 @example
4611 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4612      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4613 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4614      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4615 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4616      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4617 @end example
4619 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4620 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4621 @end defun
4623 @ifinfo
4624 @example
4626 @end example
4627 @end ifinfo
4628 @appendixsec Error Checking
4630 @noindent
4631 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4632 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4633 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4634 incompatibility.
4636 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4637 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4638 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4639 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4640 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4641 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4642 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4643 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4644 syntax error.  The @code{cl-endp} function is simply a synonym for
4645 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4646 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4647 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4649 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4650 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4651 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4652 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4653 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4654 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4655 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4656 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4657 do check their keyword arguments for validity.
4659 @ifinfo
4660 @example
4662 @end example
4663 @end ifinfo
4664 @appendixsec Optimizing Compiler
4666 @noindent
4667 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4668 Lisp macros emit
4669 code which can be improved by optimization.  In particular,
4670 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4671 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4672 optimizing compiler removes @code{cl-block}s which are not actually
4673 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4675 @node Common Lisp Compatibility
4676 @appendix Common Lisp Compatibility
4678 @noindent
4679 Following is a list of all known incompatibilities between this
4680 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4682 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4683 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4684 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4685 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4686 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4687 inside recursive argument lists).
4689 The @code{equal} predicate does not distinguish
4690 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4691 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4693 @c FIXME no longer provided by cl.
4694 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4695 setf-methods return a list of five values rather than five
4696 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4697 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4699 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4700 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4701 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4702 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4703 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4705 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4706 and type specifiers are unimplemented.
4708 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4709 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4710 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4711 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4712 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4713 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4714 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4716 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4717 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4718 example, local @code{special} declarations, which are purely
4719 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4720 set down in Steele's book.
4722 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with a pseudo-random
4723 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4724 generated symbols become interned when they are written to and
4725 loaded back from a file.
4727 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4728 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4729 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4731 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4733 @node Porting Common Lisp
4734 @appendix Porting Common Lisp
4736 @noindent
4737 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4738 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4739 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4740 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4741 one, some of the features in this package are not fully compliant
4742 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4743 are also quite a few features that this package does not provide
4744 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4745 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4747 @itemize @bullet
4748 @item
4749 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4750 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4751 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4752 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4754 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4755 is happy to let the program's own functions and variables use
4756 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4757 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4759 @item
4760 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4761 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4762 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4763 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4764 even inside functions called from the body.
4765 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4766 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4767 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4768 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4770 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4771 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4773 @example
4774 (defun map-odd-elements (func list)
4775   (loop for x in list
4776         for flag = t then (not flag)
4777         collect (if flag x (funcall func x))))
4779 (defun add-odd-elements (list x)
4780   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4781 @end example
4783 @noindent
4784 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4785 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4786 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4787 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4788 called.
4790 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4791 not occur.  @xref{Lexical Bindings}, for a description of the obsolete
4792 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4793 binding when dynamic binding is in use.
4795 @item
4796 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4797 works at the level of individual characters.  For example, Common
4798 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4799 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4800 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4801 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4803 @item
4804 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4805 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4806 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
4807 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4808 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4809 Lisp.
4811 @item
4812 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4813 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4814 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4815 application program would have a package for its own symbols.
4816 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4817 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4818 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4819 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4820 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4822 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4823 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4824 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4825 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4826 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4827 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4828 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4829 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4830 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
4831 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4833 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4834 package-like collections of symbols, but this feature is not
4835 strong enough to be used as a true package mechanism.
4837 @item
4838 The @code{format} function is quite different between Common
4839 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4840 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4841 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4842 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4843 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4844 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4845 introduce format codes, and the set of available codes is
4846 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4847 string literals; instead, @code{format} is used with the
4848 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4849 codes provide such features as paragraph filling, case
4850 conversion, and even loops and conditionals.
4852 While it would have been possible to implement most of Common
4853 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4854 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4855 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4856 @code{cl-format}, yet the functionality it would provide over
4857 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4859 @item
4860 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4861 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4862 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4863 something entirely different---strings with properties.
4865 @item
4866 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4867 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4868 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4869 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4870 case-insensitive in Common Lisp.
4872 @item
4873 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4874 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4875 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4876 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4877 streams are a set of existing data types rather than a new data
4878 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4879 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4880 than being distinct types.
4882 @item
4883 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4884 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4885 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4886 CLOS functionality.
4888 @item
4889 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4890 Lisp features of a different name generally have not been
4891 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4892 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4893 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4894 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4895 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4897 @item
4898 A few more notable Common Lisp features not included in this
4899 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
4900 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
4902 @item
4903 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4904 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4905 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4906 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4907 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4908 numbers using something like
4910 @example
4911 (defun sum-list (list)
4912   (if list
4913       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4914     0))
4915 @end example
4917 @noindent
4918 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4919 these forms:
4921 @example
4922 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (cl-incf total x)) total)
4923 (cl-loop for x in my-list sum x)
4924 @end example
4926 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4927 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4928 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4929 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4930 recursion.
4931 @end itemize
4933 @node Obsolete Features
4934 @appendix Obsolete Features
4936 This section describes some features of the package that are obsolete
4937 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4938 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4939 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4940 in exactly the same way.
4942 @menu
4943 * Lexical Bindings::            An approximation of lexical binding.
4944 * Obsolete Lexical Macros::     Obsolete macros using lexical-let.
4945 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4946 @end menu
4948 @node Lexical Bindings
4949 @appendixsec Lexical Bindings
4951 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4952 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4953 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4955 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4956 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4957 establishes are purely lexical.
4958 @end defmac
4960 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4961 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4962 @noindent
4963 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4964 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4965 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4967 @example
4968 (setq a 5)
4969 (defun foo (b) (+ a b))
4970 (let ((a 2)) (foo a))
4971      @result{} 4
4972 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4973      @result{} 7
4974 @end example
4976 @noindent
4977 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4978 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4979 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4980 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4981 body, without any effect on the global variable of the same name.
4983 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4984 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4985 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4986 For example:
4988 @example
4989 (defun make-adder (n)
4990   (lexical-let ((n n))
4991     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4992 (setq add17 (make-adder 17))
4993 (funcall add17 4)
4994      @result{} 21
4995 @end example
4997 @noindent
4998 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4999 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
5000 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
5001 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
5002 call to @code{make-adder} itself.
5004 @example
5005 (defun make-counter ()
5006   (lexical-let ((n 0))
5007     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
5008 (setq count-1 (make-counter))
5009 (funcall count-1 3)
5010      @result{} 3
5011 (funcall count-1 14)
5012      @result{} 17
5013 (setq count-2 (make-counter))
5014 (funcall count-2 5)
5015      @result{} 5
5016 (funcall count-1 2)
5017      @result{} 19
5018 (funcall count-2)
5019      @result{} 6
5020 @end example
5022 @noindent
5023 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
5024 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
5025 function object that is returned.
5027 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
5028 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
5029 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
5030 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
5031 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
5032 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
5033 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
5034 closures, then the lexical variables are free as soon as the
5035 @code{lexical-let} returns.
5037 Many closures are used only during the extent of the bindings they
5038 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
5039 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
5040 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
5041 closures:
5043 @example
5044 (defun add-to-list (x list)
5045   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
5046 (add-to-list 7 '(1 2 5))
5047      @result{} (8 9 12)
5048 @end example
5050 @noindent
5051 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
5052 it is not necessary to make a true closure out of it.
5054 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
5055 to create a named closure.  If several closures are created in the
5056 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
5057 instance of the lexical variable.
5059 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
5060 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
5061 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
5062 @end defmac
5064 @node Obsolete Lexical Macros
5065 @appendixsec Macros Defined Using Lexical-Let
5067 The following macros are defined using @code{lexical-let}.
5068 They are replaced by versions with a @samp{cl-} prefix that use true
5069 lexical binding (and hence rely on @code{lexical-binding} being set to
5070 @code{t} in code using them).
5072 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
5073 Replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings})
5074 or @code{cl-letf} (@pxref{Modify Macros}).
5075 @end defmac
5077 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
5078 Replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}).
5079 @end defmac
5081 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
5082 Replaced by @code{cl-letf} (@pxref{Modify Macros}).
5083 @end defmac
5085 @node Obsolete Setf Customization
5086 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
5088 This section describes some obsolete ways to extend @code{setf}.
5089 They are replaced by @file{gv.el} in Emacs 24.3.
5091 @c FIXME.
5092 @defmac define-setf-expander name arglist &rest body
5093 Use @file{gv.el}.
5094 @end defmac
5096 @defmac defsetf access-fn update-fn
5097 Use @file{gv.el}.
5098 @end defmac
5100 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
5101 Use @file{gv.el}.
5102 @end defmac
5105 @node GNU Free Documentation License
5106 @appendix GNU Free Documentation License
5107 @include doclicense.texi
5109 @node Function Index
5110 @unnumbered Function Index
5112 @printindex fn
5114 @node Variable Index
5115 @unnumbered Variable Index
5117 @printindex vr
5119 @bye