C-x 5 1
[emacs.git] / lispref / streams.texi
blobefd905c9b20a28dd57ed2209d89da0e439041dc4
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1998, 1999
4 @c   Free Software Foundation, Inc. 
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/streams
7 @node Read and Print, Minibuffers, Debugging, Top
8 @comment  node-name,  next,  previous,  up
9 @chapter Reading and Printing Lisp Objects
11   @dfn{Printing} and @dfn{reading} are the operations of converting Lisp
12 objects to textual form and vice versa.  They use the printed
13 representations and read syntax described in @ref{Lisp Data Types}.
15   This chapter describes the Lisp functions for reading and printing.
16 It also describes @dfn{streams}, which specify where to get the text (if
17 reading) or where to put it (if printing).
19 @menu
20 * Streams Intro::     Overview of streams, reading and printing.
21 * Input Streams::     Various data types that can be used as input streams.
22 * Input Functions::   Functions to read Lisp objects from text.
23 * Output Streams::    Various data types that can be used as output streams.
24 * Output Functions::  Functions to print Lisp objects as text.
25 * Output Variables::  Variables that control what the printing functions do.
26 @end menu
28 @node Streams Intro
29 @section Introduction to Reading and Printing
30 @cindex Lisp reader
31 @cindex printing
32 @cindex reading
34   @dfn{Reading} a Lisp object means parsing a Lisp expression in textual
35 form and producing a corresponding Lisp object.  This is how Lisp
36 programs get into Lisp from files of Lisp code.  We call the text the
37 @dfn{read syntax} of the object.  For example, the text @samp{(a .@: 5)}
38 is the read syntax for a cons cell whose @sc{car} is @code{a} and whose
39 @sc{cdr} is the number 5.
41   @dfn{Printing} a Lisp object means producing text that represents that
42 object---converting the object to its @dfn{printed representation}
43 (@pxref{Printed Representation}).  Printing the cons cell described
44 above produces the text @samp{(a .@: 5)}.
46   Reading and printing are more or less inverse operations: printing the
47 object that results from reading a given piece of text often produces
48 the same text, and reading the text that results from printing an object
49 usually produces a similar-looking object.  For example, printing the
50 symbol @code{foo} produces the text @samp{foo}, and reading that text
51 returns the symbol @code{foo}.  Printing a list whose elements are
52 @code{a} and @code{b} produces the text @samp{(a b)}, and reading that
53 text produces a list (but not the same list) with elements @code{a}
54 and @code{b}.
56   However, these two operations are not precisely inverse to each other.
57 There are three kinds of exceptions:
59 @itemize @bullet
60 @item
61 Printing can produce text that cannot be read.  For example, buffers,
62 windows, frames, subprocesses and markers print as text that starts
63 with @samp{#}; if you try to read this text, you get an error.  There is
64 no way to read those data types.
66 @item
67 One object can have multiple textual representations.  For example,
68 @samp{1} and @samp{01} represent the same integer, and @samp{(a b)} and
69 @samp{(a .@: (b))} represent the same list.  Reading will accept any of
70 the alternatives, but printing must choose one of them.
72 @item
73 Comments can appear at certain points in the middle of an object's
74 read sequence without affecting the result of reading it.
75 @end itemize
77 @node Input Streams
78 @section Input Streams
79 @cindex stream (for reading)
80 @cindex input stream
82   Most of the Lisp functions for reading text take an @dfn{input stream}
83 as an argument.  The input stream specifies where or how to get the
84 characters of the text to be read.  Here are the possible types of input
85 stream:
87 @table @asis
88 @item @var{buffer}
89 @cindex buffer input stream
90 The input characters are read from @var{buffer}, starting with the
91 character directly after point.  Point advances as characters are read.
93 @item @var{marker}
94 @cindex marker input stream
95 The input characters are read from the buffer that @var{marker} is in,
96 starting with the character directly after the marker.  The marker
97 position advances as characters are read.  The value of point in the
98 buffer has no effect when the stream is a marker.
100 @item @var{string}
101 @cindex string input stream
102 The input characters are taken from @var{string}, starting at the first
103 character in the string and using as many characters as required.
105 @item @var{function}
106 @cindex function input stream
107 The input characters are generated by @var{function}, which must support
108 two kinds of calls:
110 @itemize @bullet
111 @item
112 When it is called with no arguments, it should return the next character.
114 @item
115 When it is called with one argument (always a character), @var{function}
116 should save the argument and arrange to return it on the next call.
117 This is called @dfn{unreading} the character; it happens when the Lisp
118 reader reads one character too many and wants to ``put it back where it
119 came from''.  In this case, it makes no difference what value
120 @var{function} returns.
121 @end itemize
123 @item @code{t}
124 @cindex @code{t} input stream
125 @code{t} used as a stream means that the input is read from the
126 minibuffer.  In fact, the minibuffer is invoked once and the text
127 given by the user is made into a string that is then used as the
128 input stream.
130 @item @code{nil}
131 @cindex @code{nil} input stream
132 @code{nil} supplied as an input stream means to use the value of
133 @code{standard-input} instead; that value is the @dfn{default input
134 stream}, and must be a non-@code{nil} input stream.
136 @item @var{symbol}
137 A symbol as input stream is equivalent to the symbol's function
138 definition (if any).
139 @end table
141   Here is an example of reading from a stream that is a buffer, showing
142 where point is located before and after:
144 @example
145 @group
146 ---------- Buffer: foo ----------
147 This@point{} is the contents of foo.
148 ---------- Buffer: foo ----------
149 @end group
151 @group
152 (read (get-buffer "foo"))
153      @result{} is
154 @end group
155 @group
156 (read (get-buffer "foo"))
157      @result{} the
158 @end group
160 @group
161 ---------- Buffer: foo ----------
162 This is the@point{} contents of foo.
163 ---------- Buffer: foo ----------
164 @end group
165 @end example
167 @noindent
168 Note that the first read skips a space.  Reading skips any amount of
169 whitespace preceding the significant text.
171   Here is an example of reading from a stream that is a marker,
172 initially positioned at the beginning of the buffer shown.  The value
173 read is the symbol @code{This}.
175 @example
176 @group
178 ---------- Buffer: foo ----------
179 This is the contents of foo.
180 ---------- Buffer: foo ----------
181 @end group
183 @group
184 (setq m (set-marker (make-marker) 1 (get-buffer "foo")))
185      @result{} #<marker at 1 in foo>
186 @end group
187 @group
188 (read m)
189      @result{} This
190 @end group
191 @group
193      @result{} #<marker at 5 in foo>   ;; @r{Before the first space.}
194 @end group
195 @end example
197   Here we read from the contents of a string:
199 @example
200 @group
201 (read "(When in) the course")
202      @result{} (When in)
203 @end group
204 @end example
206   The following example reads from the minibuffer.  The
207 prompt is: @w{@samp{Lisp expression: }}.  (That is always the prompt
208 used when you read from the stream @code{t}.)  The user's input is shown
209 following the prompt.
211 @example
212 @group
213 (read t)
214      @result{} 23
215 ---------- Buffer: Minibuffer ----------
216 Lisp expression: @kbd{23 @key{RET}}
217 ---------- Buffer: Minibuffer ----------
218 @end group
219 @end example
221   Finally, here is an example of a stream that is a function, named
222 @code{useless-stream}.  Before we use the stream, we initialize the
223 variable @code{useless-list} to a list of characters.  Then each call to
224 the function @code{useless-stream} obtains the next character in the list
225 or unreads a character by adding it to the front of the list.
227 @example
228 @group
229 (setq useless-list (append "XY()" nil))
230      @result{} (88 89 40 41)
231 @end group
233 @group
234 (defun useless-stream (&optional unread)
235   (if unread
236       (setq useless-list (cons unread useless-list))
237     (prog1 (car useless-list)
238            (setq useless-list (cdr useless-list)))))
239      @result{} useless-stream
240 @end group
241 @end example
243 @noindent
244 Now we read using the stream thus constructed:
246 @example
247 @group
248 (read 'useless-stream)
249      @result{} XY
250 @end group
252 @group
253 useless-list
254      @result{} (40 41)
255 @end group
256 @end example
258 @noindent
259 Note that the open and close parentheses remain in the list.  The Lisp
260 reader encountered the open parenthesis, decided that it ended the
261 input, and unread it.  Another attempt to read from the stream at this
262 point would read @samp{()} and return @code{nil}.
264 @defun get-file-char
265 This function is used internally as an input stream to read from the
266 input file opened by the function @code{load}.  Don't use this function
267 yourself.
268 @end defun
270 @node Input Functions
271 @section Input Functions
273   This section describes the Lisp functions and variables that pertain
274 to reading.
276   In the functions below, @var{stream} stands for an input stream (see
277 the previous section).  If @var{stream} is @code{nil} or omitted, it
278 defaults to the value of @code{standard-input}.
280 @kindex end-of-file
281   An @code{end-of-file} error is signaled if reading encounters an
282 unterminated list, vector, or string.
284 @defun read &optional stream
285 This function reads one textual Lisp expression from @var{stream},
286 returning it as a Lisp object.  This is the basic Lisp input function.
287 @end defun
289 @defun read-from-string string &optional start end
290 @cindex string to object
291 This function reads the first textual Lisp expression from the text in
292 @var{string}.  It returns a cons cell whose @sc{car} is that expression,
293 and whose @sc{cdr} is an integer giving the position of the next
294 remaining character in the string (i.e., the first one not read).
296 If @var{start} is supplied, then reading begins at index @var{start} in
297 the string (where the first character is at index 0).  If you specify
298 @var{end}, then reading is forced to stop just before that index, as if
299 the rest of the string were not there.
301 For example:
303 @example
304 @group
305 (read-from-string "(setq x 55) (setq y 5)")
306      @result{} ((setq x 55) . 11)
307 @end group
308 @group
309 (read-from-string "\"A short string\"")
310      @result{} ("A short string" . 16)
311 @end group
313 @group
314 ;; @r{Read starting at the first character.}
315 (read-from-string "(list 112)" 0)
316      @result{} ((list 112) . 10)
317 @end group
318 @group
319 ;; @r{Read starting at the second character.}
320 (read-from-string "(list 112)" 1)
321      @result{} (list . 5)
322 @end group
323 @group
324 ;; @r{Read starting at the seventh character,}
325 ;;   @r{and stopping at the ninth.}
326 (read-from-string "(list 112)" 6 8)
327      @result{} (11 . 8)
328 @end group
329 @end example
330 @end defun
332 @defvar standard-input
333 This variable holds the default input stream---the stream that
334 @code{read} uses when the @var{stream} argument is @code{nil}.
335 @end defvar
337 @node Output Streams
338 @section Output Streams
339 @cindex stream (for printing)
340 @cindex output stream
342   An output stream specifies what to do with the characters produced
343 by printing.  Most print functions accept an output stream as an
344 optional argument.  Here are the possible types of output stream:
346 @table @asis
347 @item @var{buffer}
348 @cindex buffer output stream
349 The output characters are inserted into @var{buffer} at point.
350 Point advances as characters are inserted.
352 @item @var{marker}
353 @cindex marker output stream
354 The output characters are inserted into the buffer that @var{marker}
355 points into, at the marker position.  The marker position advances as
356 characters are inserted.  The value of point in the buffer has no effect
357 on printing when the stream is a marker, and this kind of printing
358 does not move point.
360 @item @var{function}
361 @cindex function output stream
362 The output characters are passed to @var{function}, which is responsible
363 for storing them away.  It is called with a single character as
364 argument, as many times as there are characters to be output, and
365 is responsible for storing the characters wherever you want to put them.
367 @item @code{t}
368 @cindex @code{t} output stream
369 The output characters are displayed in the echo area.
371 @item @code{nil}
372 @cindex @code{nil} output stream
373 @code{nil} specified as an output stream means to use the value of
374 @code{standard-output} instead; that value is the @dfn{default output
375 stream}, and must not be @code{nil}.
377 @item @var{symbol}
378 A symbol as output stream is equivalent to the symbol's function
379 definition (if any).
380 @end table
382   Many of the valid output streams are also valid as input streams.  The
383 difference between input and output streams is therefore more a matter
384 of how you use a Lisp object, than of different types of object.
386   Here is an example of a buffer used as an output stream.  Point is
387 initially located as shown immediately before the @samp{h} in
388 @samp{the}.  At the end, point is located directly before that same
389 @samp{h}.
391 @cindex print example
392 @example
393 @group
394 ---------- Buffer: foo ----------
395 This is t@point{}he contents of foo.
396 ---------- Buffer: foo ----------
397 @end group
399 (print "This is the output" (get-buffer "foo"))
400      @result{} "This is the output"
402 @group
403 ---------- Buffer: foo ----------
404 This is t
405 "This is the output"
406 @point{}he contents of foo.
407 ---------- Buffer: foo ----------
408 @end group
409 @end example
411   Now we show a use of a marker as an output stream.  Initially, the
412 marker is in buffer @code{foo}, between the @samp{t} and the @samp{h} in
413 the word @samp{the}.  At the end, the marker has advanced over the
414 inserted text so that it remains positioned before the same @samp{h}.
415 Note that the location of point, shown in the usual fashion, has no
416 effect.
418 @example
419 @group
420 ---------- Buffer: foo ----------
421 This is the @point{}output
422 ---------- Buffer: foo ----------
423 @end group
425 @group
426 (setq m (copy-marker 10))
427      @result{} #<marker at 10 in foo>
428 @end group
430 @group
431 (print "More output for foo." m)
432      @result{} "More output for foo."
433 @end group
435 @group
436 ---------- Buffer: foo ----------
437 This is t
438 "More output for foo."
439 he @point{}output
440 ---------- Buffer: foo ----------
441 @end group
443 @group
445      @result{} #<marker at 34 in foo>
446 @end group
447 @end example
449   The following example shows output to the echo area:
451 @example
452 @group
453 (print "Echo Area output" t)
454      @result{} "Echo Area output"
455 ---------- Echo Area ----------
456 "Echo Area output"
457 ---------- Echo Area ----------
458 @end group
459 @end example
461   Finally, we show the use of a function as an output stream.  The
462 function @code{eat-output} takes each character that it is given and
463 conses it onto the front of the list @code{last-output} (@pxref{Building
464 Lists}).  At the end, the list contains all the characters output, but
465 in reverse order.
467 @example
468 @group
469 (setq last-output nil)
470      @result{} nil
471 @end group
473 @group
474 (defun eat-output (c)
475   (setq last-output (cons c last-output)))
476      @result{} eat-output
477 @end group
479 @group
480 (print "This is the output" 'eat-output)
481      @result{} "This is the output"
482 @end group
484 @group
485 last-output
486      @result{} (10 34 116 117 112 116 117 111 32 101 104 
487     116 32 115 105 32 115 105 104 84 34 10)
488 @end group
489 @end example
491 @noindent
492 Now we can put the output in the proper order by reversing the list:
494 @example
495 @group
496 (concat (nreverse last-output))
497      @result{} "
498 \"This is the output\"
500 @end group
501 @end example
503 @noindent
504 Calling @code{concat} converts the list to a string so you can see its
505 contents more clearly.
507 @node Output Functions
508 @section Output Functions
510   This section describes the Lisp functions for printing Lisp
511 objects---converting objects into their printed representation.
513 @cindex @samp{"} in printing
514 @cindex @samp{\} in printing
515 @cindex quoting characters in printing
516 @cindex escape characters in printing
517   Some of the Emacs printing functions add quoting characters to the
518 output when necessary so that it can be read properly.  The quoting
519 characters used are @samp{"} and @samp{\}; they distinguish strings from
520 symbols, and prevent punctuation characters in strings and symbols from
521 being taken as delimiters when reading.  @xref{Printed Representation},
522 for full details.  You specify quoting or no quoting by the choice of
523 printing function.
525   If the text is to be read back into Lisp, then you should print with
526 quoting characters to avoid ambiguity.  Likewise, if the purpose is to
527 describe a Lisp object clearly for a Lisp programmer.  However, if the
528 purpose of the output is to look nice for humans, then it is usually
529 better to print without quoting.
531   Lisp objects can refer to themselves.  Printing a self-referential
532 object in the normal way would require an infinite amount of text, and
533 the attempt could cause infinite recursion.  Emacs detects such
534 recursion and prints @samp{#@var{level}} instead of recursively printing
535 an object already being printed.  For example, here @samp{#0} indicates
536 a recursive reference to the object at level 0 of the current print
537 operation:
539 @example
540 (setq foo (list nil))
541      @result{} (nil)
542 (setcar foo foo)
543      @result{} (#0)
544 @end example
546   In the functions below, @var{stream} stands for an output stream.
547 (See the previous section for a description of output streams.)  If
548 @var{stream} is @code{nil} or omitted, it defaults to the value of
549 @code{standard-output}.
551 @defun print object &optional stream
552 @cindex Lisp printer
553 The @code{print} function is a convenient way of printing.  It outputs
554 the printed representation of @var{object} to @var{stream}, printing in
555 addition one newline before @var{object} and another after it.  Quoting
556 characters are used.  @code{print} returns @var{object}.  For example:
558 @example
559 @group
560 (progn (print 'The\ cat\ in)
561        (print "the hat")
562        (print " came back"))
563      @print{} 
564      @print{} The\ cat\ in
565      @print{} 
566      @print{} "the hat"
567      @print{} 
568      @print{} " came back"
569      @print{} 
570      @result{} " came back"
571 @end group
572 @end example
573 @end defun
575 @defun prin1 object &optional stream
576 This function outputs the printed representation of @var{object} to
577 @var{stream}.  It does not print newlines to separate output as
578 @code{print} does, but it does use quoting characters just like
579 @code{print}.  It returns @var{object}.
581 @example
582 @group
583 (progn (prin1 'The\ cat\ in) 
584        (prin1 "the hat") 
585        (prin1 " came back"))
586      @print{} The\ cat\ in"the hat"" came back"
587      @result{} " came back"
588 @end group
589 @end example
590 @end defun
592 @defun princ object &optional stream
593 This function outputs the printed representation of @var{object} to
594 @var{stream}.  It returns @var{object}.
596 This function is intended to produce output that is readable by people,
597 not by @code{read}, so it doesn't insert quoting characters and doesn't
598 put double-quotes around the contents of strings.  It does not add any
599 spacing between calls.
601 @example
602 @group
603 (progn
604   (princ 'The\ cat)
605   (princ " in the \"hat\""))
606      @print{} The cat in the "hat"
607      @result{} " in the \"hat\""
608 @end group
609 @end example
610 @end defun
612 @defun terpri &optional stream
613 @cindex newline in print
614 This function outputs a newline to @var{stream}.  The name stands
615 for ``terminate print''.
616 @end defun
618 @defun write-char character &optional stream
619 This function outputs @var{character} to @var{stream}.  It returns
620 @var{character}.
621 @end defun
623 @defun prin1-to-string object &optional noescape
624 @cindex object to string
625 This function returns a string containing the text that @code{prin1}
626 would have printed for the same argument.
628 @example
629 @group
630 (prin1-to-string 'foo)
631      @result{} "foo"
632 @end group
633 @group
634 (prin1-to-string (mark-marker))
635      @result{} "#<marker at 2773 in strings.texi>"
636 @end group
637 @end example
639 If @var{noescape} is non-@code{nil}, that inhibits use of quoting
640 characters in the output.  (This argument is supported in Emacs versions
641 19 and later.)
643 @example
644 @group
645 (prin1-to-string "foo")
646      @result{} "\"foo\""
647 @end group
648 @group
649 (prin1-to-string "foo" t)
650      @result{} "foo"
651 @end group
652 @end example
654 See @code{format}, in @ref{String Conversion}, for other ways to obtain
655 the printed representation of a Lisp object as a string.
656 @end defun
658 @defmac with-output-to-string body...
659 This macro executes the @var{body} forms with @code{standard-output} set
660 up to feed output into a string.  Then it returns that string.
662 For example, if the current buffer name is @samp{foo},
664 @example
665 (with-output-to-string
666   (princ "The buffer is ")
667   (princ (buffer-name)))
668 @end example
670 @noindent
671 returns @code{"The buffer is foo"}.
672 @end defmac
674 @node Output Variables
675 @section Variables Affecting Output
677 @defvar standard-output
678 The value of this variable is the default output stream---the stream
679 that print functions use when the @var{stream} argument is @code{nil}.
680 @end defvar
682 @defvar print-escape-newlines
683 @cindex @samp{\n} in print
684 @cindex escape characters
685 If this variable is non-@code{nil}, then newline characters in strings
686 are printed as @samp{\n} and formfeeds are printed as @samp{\f}.
687 Normally these characters are printed as actual newlines and formfeeds.
689 This variable affects the print functions @code{prin1} and @code{print}
690 that print with quoting.  It does not affect @code{princ}.  Here is an
691 example using @code{prin1}:
693 @example
694 @group
695 (prin1 "a\nb")
696      @print{} "a
697      @print{} b"
698      @result{} "a
700 @end group
702 @group
703 (let ((print-escape-newlines t))
704   (prin1 "a\nb"))
705      @print{} "a\nb"
706      @result{} "a
708 @end group
709 @end example
711 @noindent
712 In the second expression, the local binding of
713 @code{print-escape-newlines} is in effect during the call to
714 @code{prin1}, but not during the printing of the result.
715 @end defvar
717 @defvar print-escape-nonascii
718 If this variable is non-@code{nil}, then unibyte non-@sc{ascii}
719 characters in strings are unconditionally printed as backslash sequences
720 by the print functions @code{prin1} and @code{print} that print with
721 quoting.
723 Those functions also use backslash sequences for unibyte non-@sc{ascii}
724 characters, regardless of the value of this variable, when the output
725 stream is a multibyte buffer or a marker pointing into one.
726 @end defvar
728 @defvar print-escape-multibyte
729 If this variable is non-@code{nil}, then multibyte non-@sc{ascii}
730 characters in strings are unconditionally printed as backslash sequences
731 by the print functions @code{prin1} and @code{print} that print with
732 quoting.
734 Those functions also use backslash sequences for multibyte
735 non-@sc{ascii} characters, regardless of the value of this variable,
736 when the output stream is a unibyte buffer or a marker pointing into
737 one.
738 @end defvar
740 @defvar print-length
741 @cindex printing limits
742 The value of this variable is the maximum number of elements to print in
743 any list, vector or bool-vector.  If an object being printed has more
744 than this many elements, it is abbreviated with an ellipsis.
746 If the value is @code{nil} (the default), then there is no limit.
748 @example
749 @group
750 (setq print-length 2)
751      @result{} 2
752 @end group
753 @group
754 (print '(1 2 3 4 5))
755      @print{} (1 2 ...)
756      @result{} (1 2 ...)
757 @end group
758 @end example
759 @end defvar
761 @defvar print-level
762 The value of this variable is the maximum depth of nesting of
763 parentheses and brackets when printed.  Any list or vector at a depth
764 exceeding this limit is abbreviated with an ellipsis.  A value of
765 @code{nil} (which is the default) means no limit.
766 @end defvar
768   These variables are used for detecting and reporting circular 
769 and shared structure---but they are only defined in Emacs 21.
771 @tindex print-circle
772 @defvar print-circle
773 If non-@code{nil}, this variable enables detection of circular 
774 and shared structure in printing.
775 @end defvar
777 @tindex print-gensym
778 @defvar print-gensym
779 If non-@code{nil}, this variable enables detection of uninterned symbols
780 (@pxref{Creating Symbols}) in printing.  When this is enabled,
781 uninterned symbols print with the prefix @samp{#:}, which tells the Lisp
782 reader to produce an uninterned symbol.
783 @end defvar