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[emacs.git] / doc / misc / cl.texi
blob60a1e055f3dc7cb4f3ad22df2879ebdb408f06cf
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
5 @copying
6 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
8 Copyright @copyright{} 1993, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007,
9 2008  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 1.2 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
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 Version 2.02
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 @node Top, Overview, (dir), (dir)
48 @chapter Introduction
50 @noindent
51 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
52 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
53 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
54 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
56 @menu
57 * Overview::             Installation, usage, etc.
58 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
59 * Predicates::           `typep' and `equalp'
60 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
61 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
62 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
63 * Symbols::              Property lists, `gensym'
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
66 * Lists::                `caddr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
67 * Structures::           `defstruct'
68 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
70 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
71 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
72 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
73 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
76 * Function Index::
77 * Variable Index::
78 @end menu
80 @node Overview, Program Structure, Top, Top
81 @ifnottex
82 @chapter Overview
83 @end ifnottex
85 @noindent
86 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
87 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
88 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
89 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
90 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
91 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
93 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
94 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
95 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
96 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
98 @strong{Please note:} the @dfn{CL} functions are not standard parts of
99 the Emacs Lisp name space, so it is legitimate for users to define
100 them with other, conflicting meanings.  To avoid conflicting with
101 those user activities, we have a policy that packages installed in
102 Emacs must not load @dfn{CL} at run time.  (It is ok for them to load
103 @dfn{CL} at compile time only, with @code{eval-when-compile}, and use
104 the macros it provides.)  If you are writing packages that you plan to
105 distribute and invite widespread use for, you might want to observe
106 the same rule.
108 Some Common Lisp features have been omitted from this package
109 for various reasons:
111 @itemize @bullet
112 @item
113 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
114 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
115 examples of this group.
117 @item
118 Other features cannot be implemented without modification to the
119 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
120 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
121 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
122 features.
124 @item
125 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
126 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
127 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
128 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
129 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
130 @end itemize
132 The package described here was written by Dave Gillespie,
133 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
134 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
135 Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
136 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
137 version to ensure that each function is defined efficiently,
138 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
139 environment.
141 @menu
142 * Usage::                How to use the CL package
143 * Organization::         The package's five component files
144 * Installation::         Compiling and installing CL
145 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
146 @end menu
148 @node Usage, Organization, Overview, Overview
149 @section Usage
151 @noindent
152 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
153 include at the beginning:
155 @example
156 (require 'cl)
157 @end example
159 @noindent
160 If you want to ensure that the new (Gillespie) version of @dfn{CL}
161 is the one that is present, add an additional @code{(require 'cl-19)}
162 call:
164 @example
165 (require 'cl)
166 (require 'cl-19)
167 @end example
169 @noindent
170 The second call will fail (with ``@file{cl-19.el} not found'') if
171 the old @file{cl.el} package was in use.
173 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
174 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
175 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
177 @node Organization, Installation, Usage, Overview
178 @section Organization
180 @noindent
181 The Common Lisp package is organized into four files:
183 @table @file
184 @item cl.el
185 This is the ``main'' file, which contains basic functions
186 and information about the package.  This file is relatively
187 compact---about 700 lines.
189 @item cl-extra.el
190 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
191 It is kept separate so that packages which only want to use Common
192 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
193 the overhead of loading the more advanced functions.
195 @item cl-seq.el
196 This file contains most of the advanced functions for operating
197 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
199 @item cl-macs.el
200 This file contains the features of the packages which are macros
201 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
202 not when it is run, so the macros generally only need to be
203 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
204 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
205 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
206 that they won't take up memory unless you are compiling.
207 @end table
209 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
210 commands for the functions and macros in the other three files.
211 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
212 will take care of pulling in the other files when they are
213 needed.
215 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
216 routines from the older @file{cl.el} package that are no longer
217 present in the new package.  This includes internal routines
218 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
219 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
220 multiple-values feature.  @xref{Old CL Compatibility}.
222 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
223 @section Installation
225 @noindent
226 Installation of the @dfn{CL} package is simple:  Just put the
227 byte-compiled files @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc},
228 @file{cl-seq.elc}, @file{cl-macs.elc}, and @file{cl-compat.elc}
229 into a directory on your @code{load-path}.
231 There are no special requirements to compile this package:
232 The files do not have to be loaded before they are compiled,
233 nor do they need to be compiled in any particular order.
235 You may choose to put the files into your main @file{lisp/}
236 directory, replacing the original @file{cl.el} file there.  Or,
237 you could put them into a directory that comes before @file{lisp/}
238 on your @code{load-path} so that the old @file{cl.el} is
239 effectively hidden.
241 Also, format the @file{cl.texinfo} file and put the resulting
242 Info files in the @file{info/} directory or another suitable place.
244 You may instead wish to leave this package's components all in
245 their own directory, and then add this directory to your
246 @code{load-path} and @code{Info-directory-list}.
247 Add the directory to the front of the list so the old @dfn{CL}
248 package and its documentation are hidden.
250 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
251 @section Naming Conventions
253 @noindent
254 Except where noted, all functions defined by this package have the
255 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
257 Following is a complete list of functions whose names were changed
258 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
259 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
260 the Emacs name:
262 @example
263 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
264 member*       assoc*        rassoc*       get*
265 remove*       delete*       mapcar*       sort*
266 floor*        ceiling*      truncate*     round*
267 mod*          rem*          random*
268 @end example
270 Internal function and variable names in the package are prefixed
271 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
272 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
274 @example
275 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
276 callf         callf2        letf          letf*
277 defsubst*
278 @end example
280 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
281 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
283 @example
284 floatp-safe   endp
285 evenp         oddp          plusp         minusp
286 caaar .. cddddr
287 list*         ldiff         rest          first .. tenth
288 copy-list     subst         mapcar* [2]
289 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
290 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
291 proclaim      declaim
292 @end example
294 @noindent
295 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
297 @noindent
298 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
299 and @code{:key} is not used.
301 @noindent
302 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
304 @iftex
305 @chapno=4
306 @end iftex
308 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
309 @chapter Program Structure
311 @noindent
312 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
313 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
314 and the @code{eval-when} construct.
316 @menu
317 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
318 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
319 @end menu
321 @iftex
322 @secno=1
323 @end iftex
325 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
326 @section Argument Lists
328 @noindent
329 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
330 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
331 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
332 values for optional arguments, and it provides the additional markers
333 @code{&key} and @code{&aux}.
335 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
336 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
337 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
338 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
340 @defspec defun* name arglist body...
341 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
342 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
343 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
344 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
345 @end defspec
347 @defspec defsubst* name arglist body...
348 This is just like @code{defun*}, except that the function that
349 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
350 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
351 This is analogous to the @code{defsubst} form;
352 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
353 works in all version of Emacs, and also generates somewhat more
354 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
355 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
356 etc., to be done at compile-time whenever possible.
357 @end defspec
359 @defspec defmacro* name arglist body...
360 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
361 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
362 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
363 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
364 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
365 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
366 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
367 @var{name}.
368 @end defspec
370 @defspec function* symbol-or-lambda
371 This is identical to the regular @code{function} form,
372 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
373 form may use a full Common Lisp argument list.
374 @end defspec
376 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
377 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
378 full Common Lisp argument lists.
380 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
381 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
382 These features are always present; @code{defun*}'s only
383 difference from @code{defun} is its more flexible argument
384 lists and its implicit block.
386 The full form of a Common Lisp argument list is
388 @example
389 (@var{var}...
390  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
391  &rest @var{var}
392  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
393  &aux (@var{var} @var{initform})...)
394 @end example
396 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
397 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
398 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
400 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
401 These arguments must always be specified in a call to the function;
402 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
403 required arguments are concerned.
405 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
406 arguments may be specified in the function call; if they are not,
407 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
408 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
409 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
410 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
411 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
412 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
413 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
414 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
415 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
416 function to tell whether it was called with no argument, or with
417 the default value passed explicitly as an argument.
419 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
420 more arguments were passed to the function than are accounted for
421 by the required and optional arguments, those extra arguments are
422 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
423 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
424 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
425 macro contexts; this package accepts it all the time.
427 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
428 are optional arguments which are specified by name rather than
429 positionally in the argument list.  For example,
431 @example
432 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
433 @end example
435 @noindent
436 defines a function which may be called with one, two, or more
437 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
438 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
439 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
440 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
441 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
442 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
443 @code{t}.)
445 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
446 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
447 appears more than once in the function call, the first occurrence
448 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
449 to specify keyword arguments without specifying the optional
450 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
451 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
452 @code{2} is not a valid keyword.
454 If a @var{keyword} symbol is explicitly specified in the argument
455 list as shown in the above diagram, then that keyword will be
456 used instead of just the variable name prefixed with a colon.
457 You can specify a @var{keyword} symbol which does not begin with
458 a colon at all, but such symbols will not be self-quoting; you
459 will have to quote them explicitly with an apostrophe in the
460 function call.
462 Ordinarily it is an error to pass an unrecognized keyword to
463 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
464 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
465 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
466 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
467 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
468 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
469 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
470 in the call.  For example:
472 @smallexample
473 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
474   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
475       (if need (error "Thing not found"))))
476 @end smallexample
478 @noindent
479 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
480 accepts other keyword arguments which are passed on to the
481 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
482 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
483 about each others' keywords in the arguments.
485 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
486 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
487 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
488 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
489 difference between the following two functions, except for a
490 matter of stylistic taste:
492 @example
493 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
494   @var{body})
496 (defun* foo (a b)
497   (let ((c (+ a b)) d)
498     @var{body}))
499 @end example
501 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
502 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
503 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
504 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
505 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
506 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
507 be a list whose elements match this recursive argument list.
508 For example:
510 @example
511 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
512                    &rest body)
513   ...)
514 @end example
516 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
517 of two or three items; if there are other arguments as well as this
518 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
519 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
520 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
521 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
522 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
523 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
524 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
525 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
526 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
527 support this usage.)
529 One last feature of destructuring is that the argument list may be
530 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
531 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
533 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
534 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
535 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
536 argument lists are rigorously checked.
538 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
539 @section Time of Evaluation
541 @noindent
542 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
543 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
544 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
545 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
546 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
547 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
548 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
549 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
550 macros that are defined.
552 @defspec eval-when (situations...) forms...
553 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
554 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
555 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
556 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
557 and @code{:execute}).
559 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
560 whether or not it is being compiled as a top-level form.
561 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
562 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
563 or buffers of code, and it appears either literally at the
564 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
566 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
567 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
568 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
569 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
571 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
572 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
573 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
574 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
575 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
576 (ignoring the body @var{forms}) if not.
578 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
579 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
580 some gruesome examples).
582 Some simple examples:
584 @example
585 ;; Top-level forms in foo.el:
586 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
587 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
588 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
589 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
590 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
591 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
592 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
593 @end example
595 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
596 the compilation itself:
598 @example
599 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
600 @end example
602 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
604 @example
605 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
606 @end example
608 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
609 be set:
611 @example
612 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
613 @end example
615 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
616 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
617 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
619 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
620 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
621 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
622 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
623 (compile load eval) @dots{})}.
624 @end defspec
626 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
627 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
628 any @code{eval-when} construct and is described below.
630 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
631 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
632 so is not itself defined by this package.
634 @defspec eval-when-compile forms...
635 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
636 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
637 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
638 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
639 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
640 or other reasons.
642 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
643 @end defspec
645 @defspec load-time-value form
646 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
647 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
649 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
650 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
651 and gave it more well-defined semantics.
653 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
654 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
655 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
656 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
657 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
658 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
659 act exactly like @code{progn}.
661 @example
662 (defun report ()
663   (insert "This function was executed on: "
664           (current-time-string)
665           ", compiled on: "
666           (eval-when-compile (current-time-string))
667           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
668           ", and loaded on: "
669           (load-time-value (current-time-string))))
670 @end example
672 @noindent
673 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
674 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
676 @example
677 (setq --temp-- (current-time-string))
678 (defun report ()
679   (insert "This function was executed on: "
680           (current-time-string)
681           ", compiled on: "
682           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
683           ", and loaded on: "
684           --temp--))
685 @end example
686 @end defspec
688 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
689 @chapter Predicates
691 @noindent
692 This section describes functions for testing whether various
693 facts are true or false.
695 @menu
696 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
697 * Equality Predicates::  `equalp'
698 @end menu
700 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
701 @section Type Predicates
703 @noindent
704 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
705 predicate.
707 @defun typep object type
708 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
709 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
710 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
711 @end defun
713 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
714 or a list beginning with a symbol.
716 @itemize @bullet
717 @item
718 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
719 symbol name to form the name of a predicate function for testing
720 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
721 than @samp{-p} are used when appropriate.)
723 @item
724 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
725 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
726 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
727 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
729 @item
730 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
731 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
732 @code{(null @var{object})}.
734 @item
735 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
736 cells. Thus @code{(typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
737 @code{(atom @var{object})}.
739 @item
740 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
741 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
743 @item
744 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
745 integers in the range from 0 to 255.
747 @item
748 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
749 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
750 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
752 @item
753 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
754 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
755 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
756 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
757 is thus equivalent to @code{integer}.
759 @item
760 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
761 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
762 range.
764 @item
765 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
766 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
767 represents all objects that are integers or non-negative floats.
769 @item
770 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
771 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
772 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
773 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
775 @item
776 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
777 all objects for which @var{predicate} returns true when called
778 with that object as an argument.
779 @end itemize
781 The following function and macro (not technically predicates) are
782 related to @code{typep}.
784 @defun coerce object type
785 This function attempts to convert @var{object} to the specified
786 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
787 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
788 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
789 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
790 converted to that type if possible.  If @var{type} is
791 @code{character}, then strings of length one and symbols with
792 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
793 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
794 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
795 error.
796 @end defun
798 @defspec deftype name arglist forms...
799 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
800 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
801 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
802 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
803 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
804 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
805 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
806 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
807 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
808 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
809 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
810 default.  Some examples:
812 @example
813 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
814 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
815 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
816   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
817 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
818 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
819 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
820 @end example
822 @noindent
823 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
824 type specifier could be implemented if desired; this package does
825 not implement @code{unsigned-byte} by default.
826 @end defspec
828 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
829 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
830 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
831 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
833 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
834 @section Equality Predicates
836 @noindent
837 This package defines the Common Lisp predicate @code{equalp}.
839 @defun equalp a b
840 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
841 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
842 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
843 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
844 objects are compared as if by @code{equal}.
846 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
847 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
848 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
849 in this package since Emacs does not distinguish between integers
850 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
851 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
852 not compare strings against vectors of integers.
853 @end defun
855 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
856 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
857 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
858 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
859 which use @code{eql} for comparisons.
861 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
862 @chapter Control Structure
864 @noindent
865 The features described in the following sections implement
866 various advanced control structures, including the powerful
867 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
868 constructs.
870 @menu
871 * Assignment::             The `psetq' form
872 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
873 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
874 * Conditionals::           `case', `typecase'
875 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
876 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
877 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
878 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
879 @end menu
881 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
882 @section Assignment
884 @noindent
885 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
886 assignments are done in parallel rather than sequentially.
888 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
889 This special form (actually a macro) is used to assign to several
890 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
891 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
892 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
893 and then stores the corresponding variables afterwards.
895 @example
896 (setq x 2 y 3)
897 (setq x (+ x y)  y (* x y))
899      @result{} 5
900 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
901      @result{} 15
902 (setq x 2 y 3)
903 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
905      @result{} 5
906 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
907      @result{} 6
908 @end example
910 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
911 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
912 provides an even more convenient way to swap two variables;
913 @pxref{Modify Macros}.)
915 @code{psetq} always returns @code{nil}.
916 @end defspec
918 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
919 @section Generalized Variables
921 @noindent
922 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
923 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
924 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
925 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
926 places where Lisp values are stored.
928 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
929 arbitrary place forms on the left side rather than just
930 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
931 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
932 but without having to remember two separate functions for setting
933 and accessing every type of place.
935 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
936 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
937 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
938 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
939 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
941 @menu
942 * Basic Setf::         `setf' and place forms
943 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
944 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
945 @end menu
947 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
948 @subsection Basic Setf
950 @noindent
951 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
952 variables.
954 @defspec setf [place form]@dots{}
955 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
956 must be a valid generalized variable form.  If there are several
957 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
958 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
959 @var{form}.
961 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
962 so may appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
964 @itemize @bullet
965 @item
966 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
967 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
968 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
969 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
970 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
971 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
972 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
974 @item
975 A call to any of the following Lisp functions:
977 @smallexample
978 car                 cdr                 caar .. cddddr
979 nth                 rest                first .. tenth
980 aref                elt                 nthcdr
981 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
982 get                 get*                getf
983 gethash             subseq
984 @end smallexample
986 @noindent
987 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
988 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
989 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
990 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
991 place can be used to insert or delete at any position in a list.
992 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
993 to standard Common Lisp.
995 @item
996 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
998 @smallexample
999 buffer-file-name                  marker-position
1000 buffer-modified-p                 match-data
1001 buffer-name                       mouse-position
1002 buffer-string                     overlay-end
1003 buffer-substring                  overlay-get
1004 current-buffer                    overlay-start
1005 current-case-table                point
1006 current-column                    point-marker
1007 current-global-map                point-max
1008 current-input-mode                point-min
1009 current-local-map                 process-buffer
1010 current-window-configuration      process-filter
1011 default-file-modes                process-sentinel
1012 default-value                     read-mouse-position
1013 documentation-property            screen-height
1014 extent-data                       screen-menubar
1015 extent-end-position               screen-width
1016 extent-start-position             selected-window
1017 face-background                   selected-screen
1018 face-background-pixmap            selected-frame
1019 face-font                         standard-case-table
1020 face-foreground                   syntax-table
1021 face-underline-p                  window-buffer
1022 file-modes                        window-dedicated-p
1023 frame-height                      window-display-table
1024 frame-parameters                  window-height
1025 frame-visible-p                   window-hscroll
1026 frame-width                       window-point
1027 get-register                      window-start
1028 getenv                            window-width
1029 global-key-binding                x-get-cut-buffer
1030 keymap-parent                     x-get-cutbuffer
1031 local-key-binding                 x-get-secondary-selection
1032 mark                              x-get-selection
1033 mark-marker
1034 @end smallexample
1036 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1037 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1038 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1039 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1040 x (point-max))} in this case).
1042 @item
1043 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1044 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
1045 current value is a string, and where the value stored is also a
1046 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1047 destination string.  For example:
1049 @example
1050 (setq a (list "hello" "world"))
1051      @result{} ("hello" "world")
1052 (cadr a)
1053      @result{} "world"
1054 (substring (cadr a) 2 4)
1055      @result{} "rl"
1056 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1057      @result{} "o"
1058 (cadr a)
1059      @result{} "wood"
1061      @result{} ("hello" "wood")
1062 @end example
1064 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1065 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1067 @item
1068 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1069 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1070 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1071 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1072 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1073 only interesting when used with places you define yourself with
1074 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1076 @item
1077 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1078 is applied to the resulting form.
1080 @item
1081 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1082 has been made.
1083 @end itemize
1085 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1086 @code{setf} will signal an error.
1088 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1089 the proper left-to-right order; for example,
1091 @example
1092 (setf (aref vec (incf i)) i)
1093 @end example
1095 @noindent
1096 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1097 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1098 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1099 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1100 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1101 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1102 order.)
1104 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1105 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1106 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1108 @example
1109 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1110 @end example
1112 @noindent
1113 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1114 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1115 to @code{wrong-order}.
1116 @end defspec
1118 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1119 @subsection Modify Macros
1121 @noindent
1122 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1123 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1124 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1126 @defspec psetf [place form]@dots{}
1127 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1128 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1129 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1130 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1131 all the assignments are done (in an undefined order).
1132 @end defspec
1134 @defspec incf place &optional x
1135 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1136 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1137 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1138 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1140 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1141 evaluation.  For example,
1143 @example
1144 (incf (aref vec (incf i)))
1145 @end example
1147 @noindent
1148 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1149 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1150 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1151 ``obvious'' expansion,
1153 @example
1154 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1155 @end example
1157 @noindent
1158 but rather to something more like
1160 @example
1161 (let ((temp (incf i)))
1162   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1163 @end example
1165 @noindent
1166 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1167 the other generalized-variable macros.
1169 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1170 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1171 @code{(forward-char @var{n})}.
1172 @end defspec
1174 @defspec decf place &optional x
1175 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1176 by @var{x} if specified.
1177 @end defspec
1179 @defspec pop place
1180 This macro removes and returns the first element of the list stored
1181 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1182 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1183 to evaluate all subforms only once.
1184 @end defspec
1186 @defspec push x place
1187 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1188 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1189 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1190 @end defspec
1192 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1193 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1194 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1195 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1196 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1197 @xref{Lists as Sets}.
1198 @end defspec
1200 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1201 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1202 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1203 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1204 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1205 @var{d})} is equivalent to
1207 @example
1208 (prog1
1209     @var{a}
1210   (psetf @var{a} @var{b}
1211          @var{b} @var{c}
1212          @var{c} @var{d}))
1213 @end example
1215 @noindent
1216 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1217 evaluated only once each and in the apparent order.
1218 @end defspec
1220 @defspec rotatef place@dots{}
1221 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1222 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1224 @example
1225 (psetf @var{a} @var{b}
1226        @var{b} @var{c}
1227        @var{c} @var{d}
1228        @var{d} @var{a})
1229 @end example
1231 @noindent
1232 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1233 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1234 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1235 @end defspec
1237 The following macros were invented for this package; they have no
1238 analogues in Common Lisp.
1240 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1241 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1242 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1243 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1244 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1245 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1246 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1247 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1248 error.
1250 For example,
1252 @example
1253 (letf (((point) (point-min))
1254        (a 17))
1255   ...)
1256 @end example
1258 @noindent
1259 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1260 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1261 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1262 is set back to its original value and point is moved back to its
1263 original position.
1265 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1266 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1267 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1268 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1269 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1270 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1271 marker as the stored value.)
1273 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1274 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1275 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1277 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1278 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1279 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1280 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1281 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1282 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1283 @var{place})} example does not actually occur.)
1285 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1286 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1287 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1288 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1289 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1290 @end defspec
1292 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1293 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1294 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1295 @end defspec
1297 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1298 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1299 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1300 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1301 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1302 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1303 Some more examples:
1305 @example
1306 (callf abs my-number)
1307 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1308 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1309 @end example
1311 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1312 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1313 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1314 @end defspec
1316 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1317 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1318 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1319 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1320 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1321 @end defspec
1323 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1324 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1325 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1326 macros are used in the processing of symbol macros;
1327 @pxref{Macro Bindings}.
1329 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1330 @subsection Customizing Setf
1332 @noindent
1333 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1334 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1335 user to extend generalized variables in various ways.
1337 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1338 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1339 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1340 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1341 described by @var{arglist}.  The call
1343 @example
1344 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1345 @end example
1347 @noindent
1348 will be expanded to
1350 @example
1351 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1352 @end example
1354 @noindent
1355 which in turn is roughly equivalent to
1357 @example
1358 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1359 @end example
1361 For example:
1363 @example
1364 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1365 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1366 @end example
1368 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1369 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1371 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1372 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1373 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1374 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1375 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1376 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1377 building blocks.
1378 @end defspec
1380 @defspec defsetf access-fn update-fn
1381 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1382 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1383 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1384 function.  From now on,
1386 @example
1387 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1388 @end example
1390 @noindent
1391 will be expanded to
1393 @example
1394 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1395 @end example
1397 @noindent
1398 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1399 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1400 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1401 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1402 @code{setf} is supposed to behave.
1404 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1405 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1406 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1407 something more like
1409 @example
1410 (let ((temp @var{value}))
1411   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1412   temp)
1413 @end example
1415 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1416 suite of setf methods, are:
1418 @example
1419 (defsetf car setcar)
1420 (defsetf symbol-value set)
1421 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1422 @end example
1423 @end defspec
1425 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1426 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1427 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1428 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1429 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1430 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1431 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1432 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1433 function).
1435 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1437 @example
1438 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1439   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1440 @end example
1442 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1443 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1444 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1445 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1446 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1448 Another example drawn from the standard package:
1450 @example
1451 (defsetf nth (n x) (store)
1452   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1453 @end example
1454 @end defspec
1456 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1457 This is the most general way to create new place forms.  When
1458 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1459 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1460 must return a list of five items:
1462 @enumerate
1463 @item
1464 A list of @dfn{temporary variables}.
1466 @item
1467 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1468 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1469 as the first step of any operation on the generalized variable.
1471 @item
1472 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1473 from a call to @code{gensym}).
1475 @item
1476 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1477 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1478 bound as described above.
1480 @item
1481 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1482 assuming the temporaries have been bound.
1483 @end enumerate
1485 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1486 except that the method returns a list of five values rather
1487 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1488 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1490 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1492 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1493 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1494 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1495 arguments in the place form, and the first return value is a
1496 list of a corresponding number of temporary variables generated
1497 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1498 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1499 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1500 setf-method itself to optimize.
1501 @end defspec
1503 @defun get-setf-method place &optional env
1504 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1505 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1506 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1507 values as described above.  You can use this function to build
1508 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1509 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1510 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1511 which also do a number of optimizations; consult the source
1512 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1514 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1515 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1516 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1517 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1518 that called @code{get-setf-method}.
1520 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1521 and @code{substring}, each of which works by calling
1522 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1523 the result in various ways.
1524 @end defun
1526 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1527 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1528 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1529 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1530 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1531 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1532 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1533 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1534 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1535 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1536 defined later.
1538 @iftex
1539 @secno=4
1540 @end iftex
1542 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1543 @section Variable Bindings
1545 @noindent
1546 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1547 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1549 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1550 are also related to variable bindings.
1552 @menu
1553 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1554 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1555 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1556 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1557 @end menu
1559 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1560 @subsection Dynamic Bindings
1562 @noindent
1563 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1564 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1565 bind variables whose names are computed at run-time.
1567 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1568 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1569 set of variables computed at run-time.  The expressions
1570 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1571 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1572 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1573 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1574 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1575 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1576 are ignored.
1577 @end defspec
1579 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1580 @subsection Lexical Bindings
1582 @noindent
1583 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1584 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1586 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1587 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1588 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1589 local variables in a language like C:  Only the code physically
1590 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1591 may refer to the bound variables.
1593 @example
1594 (setq a 5)
1595 (defun foo (b) (+ a b))
1596 (let ((a 2)) (foo a))
1597      @result{} 4
1598 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1599      @result{} 7
1600 @end example
1602 @noindent
1603 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1604 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1605 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1606 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1607 body, without any effect on the global variable of the same name.
1609 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1610 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1611 variable.  For example:
1613 @example
1614 (defun make-adder (n)
1615   (lexical-let ((n n))
1616     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1617 (setq add17 (make-adder 17))
1618 (funcall add17 4)
1619      @result{} 21
1620 @end example
1622 @noindent
1623 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1624 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1625 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1626 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1627 call to @code{make-adder} itself.
1629 @example
1630 (defun make-counter ()
1631   (lexical-let ((n 0))
1632     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1633 (setq count-1 (make-counter))
1634 (funcall count-1 3)
1635      @result{} 3
1636 (funcall count-1 14)
1637      @result{} 17
1638 (setq count-2 (make-counter))
1639 (funcall count-2 5)
1640      @result{} 5
1641 (funcall count-1 2)
1642      @result{} 19
1643 (funcall count-2)
1644      @result{} 6
1645 @end example
1647 @noindent
1648 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1649 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1650 function object that is returned.
1652 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1653 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1654 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1655 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1656 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1657 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1658 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1659 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1660 @code{lexical-let} returns.
1662 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1663 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1664 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1665 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1666 closures:
1668 @example
1669 (defun add-to-list (x list)
1670   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1671 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1672      @result{} (8 9 12)
1673 @end example
1675 @noindent
1676 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1677 it is not necessary to make a true closure out of it.
1679 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1680 to create a named closure.  If several closures are created in the
1681 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1682 instance of the lexical variable.
1684 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1685 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1686 @end defspec
1688 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1689 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1690 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1691 @end defspec
1693 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1694 @subsection Function Bindings
1696 @noindent
1697 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1698 of variables.
1700 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1701 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1702 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1703 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1704 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1705 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1706 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1707 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1709 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1710 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1711 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1712 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1714 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1715 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1716 primitives, although note that some calls to primitive functions
1717 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1718 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1719 example,
1721 @example
1722 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1723   (do-something))
1724 @end example
1726 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1727 with a function that simply saves the messages in a list rather
1728 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1729 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1730 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1731 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1732 direct C-language calls to the message routines rather than going
1733 through the Lisp @code{message} function.
1735 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1736 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1737 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1738 @xref{Program Structure}.
1739 @end defspec
1741 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1742 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1743 makes lexical bindings of the function names rather than
1744 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1745 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1746 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1747 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1748 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1749 compatible with Common Lisp.)
1751 Lexical scoping means that all references to the named
1752 functions must appear physically within the body of the
1753 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1754 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1755 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1756 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1757 functions.
1759 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1760 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1761 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1762 @end defspec
1764 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1765 @subsection Macro Bindings
1767 @noindent
1768 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1770 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1771 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1772 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1773 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1774 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1775 use within the body of the @code{macrolet}.
1777 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1778 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1779 affect only calls that appear physically within the body
1780 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1781 body.
1782 @end defspec
1784 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1785 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1786 like variable references rather than function calls.  Each
1787 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1788 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1789 replaced by @var{expansion}.
1791 @example
1792 (setq bar '(5 . 9))
1793 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1794   (incf foo))
1796      @result{} (6 . 9)
1797 @end example
1799 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1800 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1801 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1803 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1804 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1805 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1806 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1807 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1808 macro.
1810 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1811 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1812 expansion of another macro:
1814 @example
1815 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1816   (let ((var (gensym)))
1817     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1818           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1819                  body))))
1821 (setq mylist '(1 2 3 4))
1822 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1823 mylist
1824      @result{} (2 3 4 5)
1825 @end example
1827 @noindent
1828 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1829 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1830 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1831 shown here expands to
1833 @example
1834 (loop for G1234 on mylist do
1835       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1836         (incf x)))
1837 @end example
1839 @noindent
1840 which in turn expands to
1842 @example
1843 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1844 @end example
1846 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1847 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1848 works much like @code{my-dolist}.
1849 @end defspec
1851 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1852 @section Conditionals
1854 @noindent
1855 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1856 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1858 @defspec case keyform clause@dots{}
1859 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1860 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1861 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1862 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1863 of the form
1865 @example
1866 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1867 @end example
1869 @noindent
1870 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1871 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1872 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1873 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1874 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1875 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1876 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1877 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1878 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1879 enclose the symbol in a list.)
1881 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1882 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1883 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1885 @example
1886 (case (read-char)
1887   (?a (do-a-thing))
1888   (?b (do-b-thing))
1889   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1890   (t (do-other-thing)))
1891 @end example
1892 @end defspec
1894 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1895 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1896 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1897 simply returning @code{nil}.
1898 @end defspec
1900 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1901 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1902 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1903 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1904 for a description of type specifiers.  For example,
1906 @example
1907 (typecase x
1908   (integer (munch-integer x))
1909   (float (munch-float x))
1910   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1911   (t (munch-anything x)))
1912 @end example
1914 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1915 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1916 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1917 @end defspec
1919 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1920 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1921 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1922 simply returning @code{nil}.
1923 @end defspec
1925 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1926 @section Blocks and Exits
1928 @noindent
1929 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1930 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1931 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1932 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1933 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1934 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1936 @defspec block name forms@dots{}
1937 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1938 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1939 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1940 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1941 a @code{return-from} occurs.
1943 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1944 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1945 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1946 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1947 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1948 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1949 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1950 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1951 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1952 They may not appear within other called functions, although they may
1953 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1954 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1956 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1957 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1958 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1959 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
1960 forms which do create the implicit block.
1962 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1963 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
1964 just as in Common Lisp.
1966 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1967 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1968 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1969 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1970 if the block does
1971 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
1972 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
1973 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
1974 support it.
1975 @end defspec
1977 @defspec return-from name [result]
1978 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1979 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1980 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1981 Otherwise, @code{nil} is returned.
1982 @end defspec
1984 @defspec return [result]
1985 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
1986 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
1987 themselves in @code{nil} blocks.
1988 @end defspec
1990 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
1991 @section Iteration
1993 @noindent
1994 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1995 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
1996 loop.
1998 @defspec loop forms@dots{}
1999 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
2000 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
2001 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
2002 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
2003 The simple form of @code{loop} is described here.
2005 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2006 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2007 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2008 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2010 @example
2011 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2012 @end example
2014 @noindent
2015 is exactly equivalent to
2017 @example
2018 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2019 @end example
2021 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2022 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2023 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2024 in the above notation would simply access and throw away the
2025 value of a variable.)
2026 @end defspec
2028 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2029 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2030 of the form
2032 @example
2033 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2034 @end example
2036 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2037 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2038 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2039 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2040 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2041 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2042 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2043 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2044 values) to produce the result returned by @code{do}.
2046 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2047 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2048 loop at any time.
2050 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2051 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2052 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2053 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2054 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2055 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2056 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2057 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2058 @code{let}.
2060 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2061 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2062 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2063 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2064 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2065 the rest of the loop.
2067 @example
2068 (do ((x foo (cdr x))
2069      (y bar (cdr y))
2070      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2071   ((or (null x) (null y))
2072    (nreverse z)))
2073 @end example
2074 @end defspec
2076 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2077 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2078 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2079 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2080 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2082 Here is another way to write the above loop:
2084 @example
2085 (do* ((xp foo (cdr xp))
2086       (yp bar (cdr yp))
2087       (x (car xp) (car xp))
2088       (y (car yp) (car yp))
2089       z)
2090   ((or (null xp) (null yp))
2091    (nreverse z))
2092   (push (f x y) z))
2093 @end example
2094 @end defspec
2096 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2097 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2098 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2099 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2100 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2101 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2102 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2103 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2104 @end defspec
2106 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2107 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2108 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2109 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2110 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2111 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2112 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2113 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2114 @end defspec
2116 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2117 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2118 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2119 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2120 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2121 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2122 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2123 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2124 @end defspec
2126 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2127 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2128 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2129 @end defspec
2131 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2132 iterating over vectors or lists.
2134 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2135 @section Loop Facility
2137 @noindent
2138 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2139 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2140 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2141 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2143 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2144 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2145 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2147 @menu
2148 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2149 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2150 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2151 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2152 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2153 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2154 @end menu
2156 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2157 @subsection Loop Basics
2159 @noindent
2160 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2161 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2162 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2163 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2165 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2166 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2167 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2169 @defspec loop clauses@dots{}
2170 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2171 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2172 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2173 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2174 specify initializations, such as the binding of temporary
2175 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2176 and final cleanup.
2178 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2179 loop:
2181 @example
2182 (loop @var{name-clause}
2183       @var{var-clauses}@dots{}
2184       @var{action-clauses}@dots{})
2185 @end example
2187 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2188 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2189 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2190 variables should be bound during the loop, and how they should
2191 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2192 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2193 as computing, collecting, and returning values.
2195 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2196 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2197 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2198 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2199 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2201 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2202 them to return a value by using an accumulation clause like
2203 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2204 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2205 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2206 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2207 break out of the loop.)
2208 @end defspec
2210 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2211 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2212 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2213 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2215 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2216 @subsection Loop Examples
2218 @noindent
2219 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2220 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2221 language.
2223 @example
2224 (loop for buf in (buffer-list)
2225       collect (buffer-file-name buf))
2226 @end example
2228 @noindent
2229 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2230 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2231 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2232 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2233 The result is a list of the file names of all the buffers in
2234 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2235 are reserved words in the @code{loop} language.
2237 @example
2238 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2239 @end example
2241 @noindent
2242 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2243 current buffer.
2245 @example
2246 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2247 @end example
2249 @noindent
2250 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2251 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2252 the loop exits immediately.
2254 @example
2255 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2256 @end example
2258 @noindent
2259 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2260 is always called at least once.
2262 @example
2263 (loop for x from 1 to 100
2264       for y = (* x x)
2265       until (>= y 729)
2266       finally return (list x (= y 729)))
2267 @end example
2269 @noindent
2270 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2271 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2272 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2273 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2274 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2275 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2276 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2277 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2278 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2279 (This particular example was written less concisely than it
2280 could have been, just for the sake of illustration.)
2282 Note that even though this loop contains three clauses (two
2283 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2284 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2285 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2286 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2288 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2289 @subsection For Clauses
2291 @noindent
2292 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2293 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2294 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2295 and usually an end condition based on those variables.
2297 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2298 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2299 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2300 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2301 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2302 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2303 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2304 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2305 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2306 is purely a matter of style.
2308 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2310 @example
2311 (setq i 'happy)
2312 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2314      @result{} happy
2315 @end example
2317 @table @code
2318 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2319 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2320 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2321 term so that the clause is marked as a counting clause.
2323 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2324 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2325 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2326 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2327 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2328 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2329 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2330 counts in steps of one.
2332 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2333 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2334 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2335 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2336 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2337 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2338 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2339 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2341 @example
2342 (loop for x to 10 collect x)
2343      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2344 (loop for x below 10 collect x)
2345      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2346 @end example
2348 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2349 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2350 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2351 itself.
2353 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2354 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2355 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2356 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2357 function taking one argument.  For example:
2359 @example
2360 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2361      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2362 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2363      @result{} (1 9 25)
2364 @end example
2366 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2367 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2369 @example
2370 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2371      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2372 @end example
2374 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2375 must be a list.  For example:
2377 @example
2378 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2379 @end example
2381 @noindent
2382 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2383 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2384 @var{x} was the last animal in the sequence.
2386 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2387 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2388 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2389 rather than just a temporary variable.  For example,
2391 @example
2392 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2393 @end example
2395 @noindent
2396 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2397 is an extension to standard Common Lisp.
2399 @item for @var{var} across @var{array}
2400 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2401 which may be a vector or a string.
2403 @example
2404 (loop for x across "aeiou"
2405       do (use-vowel (char-to-string x)))
2406 @end example
2408 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2409 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2410 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2412 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2413 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2414 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2415 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2416 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2417 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2418 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2420 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2421 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2422 term of the older macros is not supported.
2424 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2425 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2426 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2428 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2429 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2430 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2431 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2432 an unspecified order.
2434 As an example,
2436 @example
2437 (loop for sym being the symbols
2438       when (fboundp sym)
2439       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2440       collect sym)
2441 @end example
2443 @noindent
2444 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2446 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2447 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2449 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2450 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2451 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2452 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2453 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2454 or @code{while}.
2456 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2457 This clause iterates over the entries in @var{hash-table}.  For each
2458 hash table entry, @var{var} is bound to the entry's key.  If you write
2459 @samp{the hash-values} instead, @var{var} is bound to the values
2460 of the entries.  The clause may be followed by the additional
2461 term @samp{using (hash-values @var{var2})} (where @code{hash-values}
2462 is the opposite word of the word following @code{the}) to cause
2463 @var{var} and @var{var2} to be bound to the two parts of each
2464 hash table entry.
2466 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2467 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2468 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2469 (parent) keymaps.
2470 You can use @samp{the key-bindings} to access the commands bound to
2471 the keys rather than the key codes, and you can add a @code{using}
2472 clause to access both the codes and the bindings together.
2474 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2475 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2476 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2477 vectors.  The strings or vectors
2478 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2479 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2480 clause to get the command bindings as well.
2482 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2483 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2484 (the clause @code{extents} is synonymous
2485 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2486 buffer is used.
2487 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2488 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2489 overlap the specified region.
2491 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2492 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2493 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2494 of start and end positions, where one start position is always equal
2495 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2496 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2497 term restricts the search to just the specified property.  The
2498 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2500 @item for @var{var} being the frames
2501 This clause iterates over all frames, i.e., X window system windows
2502 open on Emacs files.  The
2503 clause @code{screens} is a synonym for @code{frames}.  The frames
2504 are visited in @code{next-frame} order starting from
2505 @code{selected-frame}.
2507 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2508 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2509 the current frame, or of the specified @var{frame}.
2511 @item for @var{var} being the buffers
2512 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2513 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2515 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2516 This clause does a general iteration.  The first time through
2517 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2518 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2519 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2520 these two loops are effectively the same:
2522 @example
2523 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2524 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2525 @end example
2527 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2528 of terminating condition; the above example combines it with a
2529 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2531 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2532 the initial setting and for successive settings:
2534 @example
2535 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2536 @end example
2538 @noindent
2539 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2540 function until it gets a positive one, which it then returns.
2541 @end table
2543 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2544 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2545 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2546 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2547 and @code{psetq}).
2549 @example
2550 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2551      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2552 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2553      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2554 @end example
2556 @noindent
2557 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2558 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2559 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2560 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2561 through the loop.
2563 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2564 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2565 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2566 of variables instead of a single variable.  The values produced
2567 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2568 stored in the corresponding variables.
2570 @example
2571 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2572      @result{} (5 9 13)
2573 @end example
2575 In loop destructuring, if there are more values than variables
2576 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2577 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2578 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2579 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2580 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed.
2582 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2583 @subsection Iteration Clauses
2585 @noindent
2586 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2587 that control the way the loop operates.  They might be used by
2588 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2590 @table @code
2591 @item repeat @var{integer}
2592 This clause simply counts up to the specified number using an
2593 internal temporary variable.  The loops
2595 @example
2596 (loop repeat (1+ n) do ...)
2597 (loop for temp to n do ...)
2598 @end example
2600 @noindent
2601 are identical except that the second one forces you to choose
2602 a name for a variable you aren't actually going to use.
2604 @item while @var{condition}
2605 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2606 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2607 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2608 that surrounds the second one:
2610 @example
2611 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2612 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2613 @end example
2615 @item until @var{condition}
2616 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2617 i.e., non-@code{nil}.
2619 @item always @var{condition}
2620 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2621 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2622 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2623 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2625 @example
2626 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2627     (some-big-sizes)
2628   (no-big-sizes))
2629 @end example
2631 @item never @var{condition}
2632 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2633 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2635 @item thereis @var{condition}
2636 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2637 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2638 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2639 @end table
2641 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2642 @subsection Accumulation Clauses
2644 @noindent
2645 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2646 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2647 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2649 @table @code
2650 @item collect @var{form}
2651 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2652 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2654 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2655 likewise for the other accumulation clauses.
2657 @item append @var{form}
2658 This clause collects lists of values into a result list using
2659 @code{append}.
2661 @item nconc @var{form}
2662 This clause collects lists of values into a result list by
2663 destructively modifying the lists rather than copying them.
2665 @item concat @var{form}
2666 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2667 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2668 standard Common Lisp.)
2670 @item vconcat @var{form}
2671 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2672 into a vector.
2674 @item count @var{form}
2675 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2676 evaluates to a non-@code{nil} value.
2678 @item sum @var{form}
2679 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2680 @var{form}, which must evaluate to a number.
2682 @item maximize @var{form}
2683 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2684 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2685 @code{maximize} is executed zero times.
2687 @item minimize @var{form}
2688 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2689 @end table
2691 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2692 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2693 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2694 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2695 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2696 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2697 the accumulated result.
2699 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2700 accumulate into the same place.  From Steele:
2702 @example
2703 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2704       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2705       collect name
2706       append kids)
2707      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2708 @end example
2710 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2711 @subsection Other Clauses
2713 @noindent
2714 This section describes the remaining loop clauses.
2716 @table @code
2717 @item with @var{var} = @var{value}
2718 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2719 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2720 loops are basically equivalent:
2722 @example
2723 (loop with x = 17 do ...)
2724 (let ((x 17)) (loop do ...))
2725 (loop for x = 17 then x do ...)
2726 @end example
2728 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2729 in the rest of the loop.  For example:
2731 @example
2732 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2733       finally return res)
2734 @end example
2736 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2737 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2738 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2739 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2740 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2741 front of @code{res} rather than the end.
2743 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2744 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2745 unnecessary.)
2747 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2748 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2749 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2750 @code{let} instead.
2752 @item if @var{condition} @var{clause}
2753 This clause executes the following loop clause only if the specified
2754 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2755 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2756 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2757 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2758 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2759 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2760 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2762 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2763 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2765 @example
2766 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2767      @result{} (6 13 -1)
2768 (loop for x below 10
2769       if (oddp x)
2770         collect x into odds
2771         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2772       else
2773         collect x into evens
2774       finally return (vector odds evens))
2775      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2776 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2777      @result{} (6 7 13 -1)
2778 (loop <@r{same thing again}>)
2779      @result{} (13 -1)
2780 @end example
2782 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2783 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2784 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2785 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2786 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2787 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2788 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2789 returns early; the actual returned value is based on the result
2790 of the @code{memq} call.
2792 @item when @var{condition} @var{clause}
2793 This clause is just a synonym for @code{if}.
2795 @item unless @var{condition} @var{clause}
2796 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2797 sense of the condition is reversed.
2799 @item named @var{name}
2800 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2801 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2802 used as the block name.
2804 @item initially [do] @var{forms}...
2805 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2806 executed before the loop itself begins (but after any variables
2807 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2808 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2809 if there are several, they are executed in the order they appear
2810 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2812 @item finally [do] @var{forms}...
2813 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2814 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2815 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2816 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2817 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2819 @item finally return @var{form}
2820 This says that @var{form} should be executed after the loop
2821 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2822 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2823 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2824 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2825 is executed.
2827 @item do @var{forms}...
2828 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2829 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2830 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2831 @code{do}.
2833 @item return @var{form}
2834 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2835 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2836 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2837 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2838 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2839 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2841 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2842 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2843 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2844 efficiently, though.
2845 @end table
2847 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2848 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2849 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2850 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2851 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2852 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2853 file @file{cl-macs.el} for details.
2855 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2856 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2857 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2858 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2859 buffers are Emacs-specific extensions.
2861 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2862 @section Multiple Values
2864 @noindent
2865 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2866 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2867 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2868 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2869 than one value either return just the first value (as in
2870 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2871 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2872 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2873 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2874 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2875 in Emacs.
2877 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2878 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2879 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2880 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2881 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2882 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2883 values, the excess values are ignored.
2884 @end defspec
2886 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2887 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2888 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2889 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2890 in @code{multiple-value-bind}.
2891 @end defspec
2893 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2894 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2895 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2896 but under certain circumstances would leave spurious return
2897 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2898 form would see them.
2900 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2901 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2903 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2904 @chapter Macros
2906 @noindent
2907 This package implements the various Common Lisp features of
2908 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2909 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2910 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2911 @xref{Argument Lists}.
2913 Destructuring is made available to the user by way of the
2914 following macro:
2916 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2917 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2918 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2919 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2920 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2921 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2922 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2923 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2924 or with incorrect keyword arguments.
2925 @end defspec
2927 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2928 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2929 optimizations for your functions.
2931 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2932 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2933 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2934 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2935 @code{macroexpand} function.
2937 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2938 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2939 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2940 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2941 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2942 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2943 function, leaving complicated cases alone.
2945 For example, here is a simplified version of a definition that
2946 appears as a standard part of this package:
2948 @example
2949 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2950   (if (and (null keys)
2951            (eq (car-safe a) 'quote)
2952            (not (floatp-safe (cadr a))))
2953       (list 'memq a list)
2954     form))
2955 @end example
2957 @noindent
2958 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
2959 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2960 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2961 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2962 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
2963 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
2964 common @code{:test} predicates.)
2965 @end defspec
2967 @defun compiler-macroexpand form
2968 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2969 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2970 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2971 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2972 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2973 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2974 for which no further expansion is possible.
2975 @end defun
2977 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
2978 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2979 definitions.
2981 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
2982 @chapter Declarations
2984 @noindent
2985 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2986 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2987 about the types of data that will be stored in particular variables,
2988 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2989 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2990 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
2991 and @code{the}.
2993 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
2994 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
2995 to benefit from type information, and @code{special} declarations
2996 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
2997 declarations are meaningful when the optimizing byte
2998 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
2999 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3001 @defun proclaim decl-spec
3002 This function records a ``global'' declaration specified by
3003 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3004 is evaluated and thus should normally be quoted.
3005 @end defun
3007 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3008 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3009 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3010 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3011 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3012 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3013 since normally the declarations are meant to influence the way the
3014 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3015 form.)
3016 @end defspec
3018 @defspec declare decl-specs@dots{}
3019 This macro is used to make declarations within functions and other
3020 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3021 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3022 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3023 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3024 is @code{special}.
3025 @end defspec
3027 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3028 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3029 @end defspec
3031 @defspec the type form
3032 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3033 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3034 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3035 make use of this information.
3037 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3038 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3039 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3040 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3041 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3042 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3043 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3044 @end defspec
3046 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3047 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3048 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3049 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3050 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3051 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3052 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3054 @table @code
3055 @item special
3056 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3057 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3058 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3059 variables are intentionally being referred to without being
3060 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3061 warnings for such references, since they could be typographical
3062 errors for references to local variables.
3064 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3065 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3066 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3067 do not warn for non-local references).
3069 In top-level contexts, it is generally better to write
3070 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3071 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3072 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3073 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3074 to work correctly with all compilers.
3076 @item inline
3077 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3078 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3079 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3080 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3081 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3082 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3083 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3084 function call.
3086 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3087 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3088 and declare it inline all at once.
3090 @example
3091 (declaim (inline foo bar))
3092 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3093 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3094 @end example
3096 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
3097 containing source file is done.  It is correct to use it to
3098 request that a function you have defined should be inlined,
3099 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3100 function.
3102 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3103 before a particular call to a function to cause just that call to
3104 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3105 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3106 this package.
3108 @item notinline
3109 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3110 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3111 declaration.
3113 @item optimize
3114 This declaration controls how much optimization is performed by
3115 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3116 compilers.
3118 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3119 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3120 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3121 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3122 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3123 The default level for both qualities is 1.
3125 In this package, with the optimizing compiler, the
3126 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3127 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3128 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3129 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3130 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3131 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3132 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3133 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3134 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3135 at run-time.)
3137 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3138 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3139 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3140 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3141 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3143 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3144 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3145 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3146 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3147 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3148 will set the new optimization level, but that level will not
3149 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3151 @item warn
3152 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3153 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3154 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3155 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3156 qualities.  The currently supported warning types are
3157 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3158 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3159 disable these warnings and any higher value will enable them.
3160 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3161 @end table
3163 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3164 @chapter Symbols
3166 @noindent
3167 This package defines several symbol-related features that were
3168 missing from Emacs Lisp.
3170 @menu
3171 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3172 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3173 @end menu
3175 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3176 @section Property Lists
3178 @noindent
3179 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3180 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3181 There are also functions for working with property lists as
3182 first-class data structures not attached to particular symbols.
3184 @defun get* symbol property &optional default
3185 This function is like @code{get}, except that if the property is
3186 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3187 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3188 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3189 Lisp's @code{get}.)
3191 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3192 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3193 @end defun
3195 @defun remprop symbol property
3196 This function removes the entry for @var{property} from the property
3197 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3198 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3199 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3200 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3201 to distinguish between a missing property and a property whose value
3202 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3203 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3204 @end defun
3206 @defun getf place property &optional default
3207 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3208 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3209 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3210 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3211 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3212 is given).
3214 In particular,
3216 @example
3217 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3218 @end example
3220 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3221 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3222 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3223 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3224 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3225 pair onto the list if the property is not yet present.
3227 @example
3228 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3229 @end example
3231 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3232 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3234 @example
3235 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3236 @end example
3238 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3239 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3241 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3242 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3243 expression.
3244 @end defun
3246 @defspec remf place property
3247 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3248 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3249 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3250 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3251 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3252 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3253 out the property and value cells.
3254 @end defspec
3256 @iftex
3257 @secno=2
3258 @end iftex
3260 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3261 @section Creating Symbols
3263 @noindent
3264 These functions create unique symbols, typically for use as
3265 temporary variables.
3267 @defun gensym &optional x
3268 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3269 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3270 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3271 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3272 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3273 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3274 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3275 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3276 code.
3277 @end defun
3279 @defvar *gensym-counter*
3280 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3281 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3282 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3283 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3284 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3285 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3286 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3287 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3288 symbols remain uninterned after loading.)
3289 @end defvar
3291 @defun gentemp &optional x
3292 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3293 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3294 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3295 again until a new symbol is generated.
3296 @end defun
3298 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3299 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3300 automatically creates all keywords that are called for by
3301 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3302 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3303 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3305 @iftex
3306 @chapno=11
3307 @end iftex
3309 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3310 @chapter Numbers
3312 @noindent
3313 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3314 which were left out of Emacs Lisp.
3316 @menu
3317 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3318 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3319 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3320 * Implementation Parameters::   `most-positive-float'
3321 @end menu
3323 @iftex
3324 @secno=1
3325 @end iftex
3327 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3328 @section Predicates on Numbers
3330 @noindent
3331 These functions return @code{t} if the specified condition is
3332 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3334 @defun plusp number
3335 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3336 error if the argument is not a number.
3337 @end defun
3339 @defun minusp number
3340 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3341 error if the argument is not a number.
3342 @end defun
3344 @defun oddp integer
3345 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3346 error if the argument is not an integer.
3347 @end defun
3349 @defun evenp integer
3350 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3351 error if the argument is not an integer.
3352 @end defun
3354 @defun floatp-safe object
3355 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3356 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3357 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3358 @end defun
3360 @iftex
3361 @secno=3
3362 @end iftex
3364 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3365 @section Numerical Functions
3367 @noindent
3368 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3370 @defun gcd &rest integers
3371 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3372 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3373 For zero arguments, it returns zero.
3374 @end defun
3376 @defun lcm &rest integers
3377 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3378 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3379 For zero arguments, it returns one.
3380 @end defun
3382 @defun isqrt integer
3383 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3384 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3385 square root of the argument.
3386 @end defun
3388 @defun floor* number &optional divisor
3389 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3390 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3391 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3393 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3394 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3395 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3396 first return value to yield the argument again.  If the argument
3397 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3398 If the argument is a floating-point number, the first
3399 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3400 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3402 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3403 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3404 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3405 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3406 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3407 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3408 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3409 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3411 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3412 function, except that it returns the two results in a list since
3413 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3414 @end defun
3416 @defun ceiling* number &optional divisor
3417 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3418 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3419 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3420 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3421 @end defun
3423 @defun truncate* number &optional divisor
3424 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3425 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3426 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3427 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3428 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3429 the same sign as @var{number}.
3430 @end defun
3432 @defun round* number &optional divisor
3433 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3434 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3435 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3436 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3437 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3438 @end defun
3440 @defun mod* number divisor
3441 This function returns the same value as the second return value
3442 of @code{floor}.
3443 @end defun
3445 @defun rem* number divisor
3446 This function returns the same value as the second return value
3447 of @code{truncate}.
3448 @end defun
3450 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3451 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3452 to certain function names to avoid conflicts with existing
3453 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3454 multiple values is different.
3456 @iftex
3457 @secno=8
3458 @end iftex
3460 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3461 @section Random Numbers
3463 @noindent
3464 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3465 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3466 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3467 random numbers than the simple generators supplied by many
3468 operating systems.
3470 @defun random* number &optional state
3471 This function returns a random nonnegative number less than
3472 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3473 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3474 which holds the state of the random number generator.  The
3475 function modifies this state object as a side effect.  If
3476 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3477 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3478 @code{random-state} object.
3479 @end defun
3481 @defvar *random-state*
3482 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3483 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3484 alternative state object.  Since any number of programs in the
3485 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3486 fashion, the sequence generated from this variable will be
3487 irreproducible for all intents and purposes.
3488 @end defvar
3490 @defun make-random-state &optional state
3491 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3492 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3493 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3494 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3495 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3496 random-state object) will return identical sequences of random
3497 numbers.
3499 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3500 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3501 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3502 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3503 be an integer in which case the new object is seeded from that
3504 integer; each different integer seed will result in a completely
3505 different sequence of random numbers.
3507 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3508 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3509 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3510 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3511 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3512 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3513 from the file.
3514 @end defun
3516 @defun random-state-p object
3517 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3518 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3519 @end defun
3521 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3522 @section Implementation Parameters
3524 @noindent
3525 This package defines several useful constants having to with numbers.
3527 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3528 This package determines their values by exercising the computer's
3529 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3530 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3531 function that must be called before the parameters can be used.
3533 @defun cl-float-limits
3534 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3535 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3536 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3537 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3538 parameters have already been initialized, the function returns
3539 immediately.
3541 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3542 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3543 unusual, e.g., decimal.
3544 @end defun
3546 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3547 precisions, it has families of constants like
3548 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3549 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3550 floating-point precision, so this package omits the precision word
3551 from the constants' names.
3553 @defvar most-positive-float
3554 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3555 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3556 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3557 is approximately @code{1.79e+308}.
3558 @end defvar
3560 @defvar most-negative-float
3561 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3562 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3563 @end defvar
3565 @defvar least-positive-float
3566 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3567 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3568 supported or @code{2.22e-308} if not.
3569 @end defvar
3571 @defvar least-positive-normalized-float
3572 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3573 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3574 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3575 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3576 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3577 will always equal @code{least-positive-float}.
3578 @end defvar
3580 @defvar least-negative-float
3581 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3582 @end defvar
3584 @defvar least-negative-normalized-float
3585 This constant is the negative counterpart of
3586 @code{least-positive-normalized-float}.
3587 @end defvar
3589 @defvar float-epsilon
3590 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3591 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3592 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3593 is about @code{2.22e-16}.
3594 @end defvar
3596 @defvar float-negative-epsilon
3597 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3598 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3599 @code{1.11e-16}.
3600 @end defvar
3602 @iftex
3603 @chapno=13
3604 @end iftex
3606 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3607 @chapter Sequences
3609 @noindent
3610 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3611 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3612 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3613 @code{length}; this package defines most of the rest.
3615 @menu
3616 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3617 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3618 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3619 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3620 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3621 @end menu
3623 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3624 @section Sequence Basics
3626 @noindent
3627 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3628 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3629 may appear in any order.
3631 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3632 function of one argument.  This key function is used as a filter
3633 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3634 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3635 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3636 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3637 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3638 the identity function.
3640 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3641 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3642 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3643 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3644 function in the same order as the original sequence function
3645 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3646 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3647 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3648 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3649 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3650 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3652 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3653 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3654 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3655 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3656 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3658 @example
3659 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3660 @end example
3662 @noindent
3663 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3665 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3666 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3667 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3668 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3669 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3670 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3671 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3672 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3673 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3674 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3675 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3677 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3678 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3679 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3680 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3681 to be removed or otherwise processed.
3683 The sequence functions make no guarantees about the order in
3684 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3685 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3686 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3687 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3688 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3689 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3690 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3691 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3693 Strings may contain ``text properties'' as well
3694 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3695 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3696 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3697 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3698 result.
3700 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3701 @section Mapping over Sequences
3703 @noindent
3704 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3705 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3706 built-in function @code{mapcar}.
3708 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3709 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3710 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3711 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3712 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3713 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3714 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3715 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3716 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3717 is always a list.
3719 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3720 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3721 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3722 superset of both.
3723 @end defun
3725 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3726 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3727 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3728 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3729 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3730 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3731 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3732 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3733 @end defun
3735 @defun maplist function list &rest more-lists
3736 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3737 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3738 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3739 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3740 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3741 @code{car}s of the advancing pointers.
3742 @end defun
3744 @defun mapc function seq &rest more-seqs
3745 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3746 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3747 collected into a list.  The return value of @code{mapc} is @var{seq},
3748 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3749 primitive @code{mapc}.
3750 @end defun
3752 @defun mapl function list &rest more-lists
3753 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3754 the values returned by @var{function}.
3755 @end defun
3757 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3758 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3759 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3760 rather than simply collecting them into a list.
3761 @end defun
3763 @defun mapcon function list &rest more-lists
3764 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3765 the return values using @code{nconc}.
3766 @end defun
3768 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3769 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3770 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3771 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3772 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3773 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3774 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3775 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3776 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3777 @end defun
3779 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3780 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3781 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3782 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3783 for all elements.
3784 @end defun
3786 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3787 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3788 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3789 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3790 was @code{nil} for all elements.
3791 @end defun
3793 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3794 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3795 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3796 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3797 true for all elements.
3798 @end defun
3800 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3801 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3802 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3803 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3804 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3805 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3806 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3807 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3808 an explicit call to @code{reduce}.
3810 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3811 of left-associative:
3813 @example
3814 (reduce '- '(1 2 3 4))
3815      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3816 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3817      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3818 @end example
3820 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3821 is called on each of the sequence elements in turn.
3823 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3824 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3825 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3827 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3828 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3829 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3830 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3831 @end defun
3833 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3834 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3835 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3836 function calls.
3838 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3839 @section Sequence Functions
3841 @noindent
3842 This section describes a number of Common Lisp functions for
3843 operating on sequences.
3845 @defun subseq sequence start &optional end
3846 This function returns a given subsequence of the argument
3847 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3848 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3849 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3850 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3851 return value is always a copy; it does not share structure
3852 with @var{sequence}.
3854 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3855 may be negative, in which case they represent a distance back
3856 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3857 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3858 the @emph{only} sequence function that allows negative
3859 @var{start} and @var{end}.
3861 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3862 specified range of elements with elements from another sequence.
3863 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3864 @end defun
3866 @defun concatenate result-type &rest seqs
3867 This function concatenates the argument sequences together to
3868 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3869 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3870 arguments are always copied, even in cases such as
3871 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3872 identical to an argument.
3873 @end defun
3875 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3876 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3877 part of the sequence) with the value @var{item}.
3878 @end defun
3880 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3881 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3882 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3883 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3884 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3886 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3887 will work correctly even if the regions indicated by the start
3888 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3889 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3890 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3891 is undefined.
3892 @end defun
3894 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3895 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3896 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3897 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3898 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3899 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3900 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3901 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3902 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3903 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3904 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3905 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3906 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3907 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3908 if @var{count} was also specified).
3909 @end defun
3911 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3912 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3913 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3914 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3915 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3916 list if necessary to preserve the original list, whereas
3917 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3918 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3919 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3920 @end defun
3922 @findex remove-if
3923 @findex remove-if-not
3924 @findex delete-if
3925 @findex delete-if-not
3926 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3927 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3929 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3930 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3931 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3932 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3933 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3934 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3935 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3936 examined or removed.
3937 @end defun
3939 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3940 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3941 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3942 @end defun
3944 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3945 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3946 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3947 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3948 used to limit the number of substitutions made.
3949 @end defun
3951 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3952 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
3953 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3954 by returning a changed copy of the sequence.
3955 @end defun
3957 @findex substitute-if
3958 @findex substitute-if-not
3959 @findex nsubstitute-if
3960 @findex nsubstitute-if-not
3961 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
3962 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
3963 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
3965 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
3966 @section Searching Sequences
3968 @noindent
3969 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3970 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
3972 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3973 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3974 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3975 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3976 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3977 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3978 limit the range of elements that are searched.
3979 @end defun
3981 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3982 This function is like @code{find}, except that it returns the
3983 integer position in the sequence of the matching item rather than
3984 the item itself.  The position is relative to the start of the
3985 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3986 returns @code{nil} if no matching element was found.
3987 @end defun
3989 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3990 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3991 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3992 @end defun
3994 @findex find-if
3995 @findex find-if-not
3996 @findex position-if
3997 @findex position-if-not
3998 @findex count-if
3999 @findex count-if-not
4000 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4001 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4002 functions are defined similarly.
4004 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4005 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4006 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4007 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4008 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4009 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4010 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4011 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4012 the two otherwise-matching sequences runs out.
4014 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4015 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4016 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4017 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4019 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4020 which compares two strings case-insensitively.
4021 @end defun
4023 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4024 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4025 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4026 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4027 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4028 The return value is the index of the leftmost element of the
4029 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4030 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4031 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4032 @end defun
4034 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4035 @section Sorting Sequences
4037 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4038 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4039 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4040 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4041 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4042 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4043 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4044 numbers into decreasing rather than increasing order.
4046 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4047 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4048 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4049 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4051 @example
4052 (setq data (sort* data 'string-lessp :key 'downcase))
4053 @end example
4055 @noindent
4056 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4057 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4058 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
4059 simple accessor though, it's used heavily in the current
4060 implementation.
4062 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4063 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4064 @end defun
4066 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4067 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4068 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4069 be rearranged out of their original order by the sort.
4071 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4072 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4073 stable by default.  However, this package reserves the right to
4074 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4075 @end defun
4077 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4078 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4079 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4080 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4081 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4082 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4083 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4084 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4085 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4086 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4087 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4088 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4089 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4090 @var{predicate}.
4091 @end defun
4093 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4094 @chapter Lists
4096 @noindent
4097 The functions described here operate on lists.
4099 @menu
4100 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4101 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4102 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4103 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4104 @end menu
4106 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4107 @section List Functions
4109 @noindent
4110 This section describes a number of simple operations on lists,
4111 i.e., chains of cons cells.
4113 @defun caddr x
4114 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4115 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4116 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4117 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4118 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4119 @end defun
4121 @defun first x
4122 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4123 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4124 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4125 @end defun
4127 @defun rest x
4128 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4129 @end defun
4131 @defun endp x
4132 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4133 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4134 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4135 for @code{null}.
4136 @end defun
4138 @defun list-length x
4139 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4140 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4141 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4142 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4143 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4144 @end defun
4146 @defun list* arg &rest others
4147 This function constructs a list of its arguments.  The final
4148 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4149 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4150 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4151 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4152 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4154 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4155 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4156 or @code{defun*}.)
4157 @end defun
4159 @defun ldiff list sublist
4160 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4161 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4162 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4163 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4164 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4165 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4166 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4167 is returned.
4168 @end defun
4170 @defun copy-list list
4171 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4172 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4173 @end defun
4175 @defun copy-tree x &optional vecp
4176 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4177 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4178 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4179 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4180 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4181 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4182 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4183 cons cells.
4184 @end defun
4186 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4187 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4188 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4189 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4190 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4191 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4192 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4193 @end defun
4195 @iftex
4196 @secno=3
4197 @end iftex
4199 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4200 @section Substitution of Expressions
4202 @noindent
4203 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4204 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4205 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4207 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4208 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4209 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4210 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4211 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4212 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4213 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4214 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4215 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4216 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4217 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4218 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4219 but not to @var{old}.
4220 @end defun
4222 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4223 This function is like @code{subst}, except that it works by
4224 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4225 rather than copying.
4226 @end defun
4228 @findex subst-if
4229 @findex subst-if-not
4230 @findex nsubst-if
4231 @findex nsubst-if-not
4232 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4233 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4235 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4236 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4237 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4238 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4239 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4240 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4241 @code{cdr}.
4242 @end defun
4244 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4245 This is a destructive version of @code{sublis}.
4246 @end defun
4248 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4249 @section Lists as Sets
4251 @noindent
4252 These functions perform operations on lists which represent sets
4253 of elements.
4255 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4256 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4257 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4258 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4259 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4260 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4261 @xref{Sequences}.
4263 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4264 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4265 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4266 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4267 @end defun
4269 @findex member-if
4270 @findex member-if-not
4271 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4272 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4274 @defun tailp sublist list
4275 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4276 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4277 any of its @code{cdr}s.
4278 @end defun
4280 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4281 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4282 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4283 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4284 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4285 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4286 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4287 become part of the list.
4288 @end defun
4290 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4291 This function combines two lists which represent sets of items,
4292 returning a list that represents the union of those two sets.
4293 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4294 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4295 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4296 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4297 undefined whether or not that duplication will survive in the
4298 result list.  The order of elements in the result list is also
4299 undefined.
4300 @end defun
4302 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4303 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4304 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4305 @end defun
4307 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4308 This function computes the intersection of the sets represented
4309 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4310 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4311 @end defun
4313 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4314 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4315 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4316 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4317 @end defun
4319 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4320 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4321 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4322 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4323 @end defun
4325 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4326 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4327 to reuse @var{list1} if possible.
4328 @end defun
4330 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4331 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4332 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4333 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4334 @end defun
4336 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4337 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4338 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4339 @end defun
4341 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4342 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4343 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4344 also appears in @var{list2}.
4345 @end defun
4347 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4348 @section Association Lists
4350 @noindent
4351 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4352 one set of values to another; any list whose elements are cons
4353 cells is an association list.
4355 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4356 This function searches the association list @var{a-list} for an
4357 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4358 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4359 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4360 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4361 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4362 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4363 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4364 elements of @var{a-list} to be an error.)
4365 @end defun
4367 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4368 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4369 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4370 the inverse of the mapping to @var{item}.
4371 @end defun
4373 @findex assoc-if
4374 @findex assoc-if-not
4375 @findex rassoc-if
4376 @findex rassoc-if-not
4377 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4378 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4380 Two simple functions for constructing association lists are:
4382 @defun acons key value alist
4383 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4384 @end defun
4386 @defun pairlis keys values &optional alist
4387 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4388 @var{alist})}.
4389 @end defun
4391 @iftex
4392 @chapno=18
4393 @end iftex
4395 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4396 @chapter Structures
4398 @noindent
4399 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4400 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4401 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4402 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4403 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4404 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4405 type.
4407 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4408 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4409 system provides no way to create new distinct types, this package
4410 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4411 special ``tag'' symbol to identify them.
4413 @defspec defstruct name slots@dots{}
4414 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4415 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4416 may begin with a string which documents the structure type.)
4417 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4418 are symbols.  For example,
4420 @example
4421 (defstruct person name age sex)
4422 @end example
4424 @noindent
4425 defines a struct type called @code{person} which contains three
4426 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4427 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4428 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4429 using @code{setf} on any of these place forms:
4431 @example
4432 (incf (person-age birthday-boy))
4433 @end example
4435 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4436 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4437 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4438 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4439 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4440 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4442 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4443 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4445 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4446 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4447 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4448 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4449 length which starts with the correct tag symbol.)
4451 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4452 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4453 argument is the wrong type.  This check is affected by
4454 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4455 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4456 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4457 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4458 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4459 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4460 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4461 @xref{Declarations}.
4463 @example
4464 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4465      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4466 (setq other (copy-person dave))
4467      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4468 (eq dave other)
4469      @result{} nil
4470 (eq (person-name dave) (person-name other))
4471      @result{} t
4472 (person-p dave)
4473      @result{} t
4474 (person-p [1 2 3 4])
4475      @result{} nil
4476 (person-p "Bogus")
4477      @result{} nil
4478 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4479      @result{} t
4480 @end example
4482 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4483 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4484 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4485 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4486 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4487 structure type is created without specifying that slot's value.
4489 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4490 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4491 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4492 the slot's value is determined when the object is created and does
4493 not change afterward.
4495 @example
4496 (defstruct person
4497   (name nil :read-only t)
4498   age
4499   (sex 'unknown))
4500 @end example
4502 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4504 For obscure historical reasons, structure options take a different
4505 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4506 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4507 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4508 enclosed in lists.)
4510 @example
4511 (defstruct (person (:constructor create-person)
4512                    (:type list)
4513                    :named)
4514   name age sex)
4515 @end example
4517 The following structure options are recognized.
4519 @table @code
4520 @iftex
4521 @itemmax=0 in
4522 @advance@leftskip-.5@tableindent
4523 @end iftex
4524 @item :conc-name
4525 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4526 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4527 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4528 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4529 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4530 to name the accessor functions.
4532 @item :constructor
4533 In the simple case, this option takes one argument which is an
4534 alternate name to use for the constructor function.  The default
4535 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4536 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4537 as an argument means that no standard constructor should be
4538 generated at all.
4540 In the full form of this option, the constructor name is followed
4541 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4542 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4543 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4544 The argument names should match the slot names; each slot is
4545 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4546 do not appear in the argument list are initialized based on the
4547 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4548 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4549 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4550 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4551 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4552 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4554 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4555 options on a structure.  The default constructor is still generated
4556 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4557 option.
4559 @example
4560 (defstruct
4561  (person
4562   (:constructor nil)   ; no default constructor
4563   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4564   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4565                                 (dog-years 0)
4566                            &aux (age (* 7 dog-years))
4567                                 (sex 'canine))))
4568  name age sex)
4569 @end example
4571 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4572 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4573 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4574 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4575 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4576 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4578 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4579 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4580 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4581 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4582 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4583 overriding it.
4585 @item :copier
4586 The argument is an alternate name for the copier function for
4587 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4588 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4589 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4591 @item :predicate
4592 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4593 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4594 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4595 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4596 ever generated.)
4598 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4599 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4600 package, @code{typep} simply looks for a function called
4601 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4602 only if they used the default predicate name.
4604 @item :include
4605 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4606 The argument is the name of another structure type previously
4607 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4608 structure type to inherit all of the included structure's slots
4609 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4610 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4611 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4612 for the included type will also accept objects of the new type.
4614 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4615 the included-structure name, these options are treated as replacement
4616 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4617 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4619 @example
4620 (defstruct person name (age 0) sex)
4621      @result{} person
4622 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4623   helmet-size
4624   (favorite-beverage 'tang))
4625      @result{} astronaut
4627 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4628      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4629 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4630      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4632 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4633      @result{} (t t)
4634 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4635      @result{} (nil t)
4637 (person-name buzz)
4638      @result{} "Buzz"
4639 (astronaut-name joe)
4640      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4641 @end example
4643 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4644 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4645 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4646 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4647 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4648 work on astronauts just like other people.
4650 @item :print-function
4651 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4652 which is called to print an instance of the structure type.  The
4653 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4654 allow for such a feature, so this package simply ignores
4655 @code{:print-function}.
4657 @item :type
4658 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4659 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4660 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4661 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4662 lists instead.
4664 The vector representation for structure objects has the advantage
4665 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4666 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4667 but take a relatively long time accessing the later slots.
4669 @item :named
4670 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4671 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4672 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4673 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4674 features.
4676 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4677 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4678 conjunction with @code{:type}.
4680 @example
4681 (defstruct (person1) name age sex)
4682 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4683 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4685 (setq p1 (make-person1))
4686      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4687 (setq p2 (make-person2))
4688      @result{} (person2 nil nil nil)
4689 (setq p3 (make-person3))
4690      @result{} (nil nil nil)
4692 (person1-p p1)
4693      @result{} t
4694 (person2-p p2)
4695      @result{} t
4696 (person3-p p3)
4697      @result{} error: function person3-p undefined
4698 @end example
4700 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4701 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4702 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4703 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4704 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4705 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4706 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4707 proceeding.
4709 @item :initial-offset
4710 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4711 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4712 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4713 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4714 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4715 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4716 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4717 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4718 of the included type and the first new slot.
4719 @end table
4720 @end defspec
4722 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4723 entirely compatible with that of Common Lisp.
4725 @iftex
4726 @chapno=23
4727 @end iftex
4729 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4730 @chapter Assertions and Errors
4732 @noindent
4733 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4734 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4735 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4736 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4738 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4739 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4740 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4741 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4743 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4744 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4745 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4746 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4748 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4749 You can specify a different error message by including a @var{string}
4750 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4751 passed to @code{error} to signal the error.
4753 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4754 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4755 will also include all non-constant arguments of the top-level
4756 @var{form}.  For example:
4758 @example
4759 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4760 @end example
4762 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4763 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4764 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4765 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4766 makes no sense to specify @var{places}.
4767 @end defspec
4769 @defspec check-type form type [string]
4770 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4771 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4772 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4773 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4774 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4775 error message in place of @var{type}.  For example:
4777 @example
4778 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4779 @end example
4781 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4782 that may be used for @var{type}.
4784 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4785 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4786 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4787 user to modify @var{place}.
4788 @end defspec
4790 The following error-related macro is also defined:
4792 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4793 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4794 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4795 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4796 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4797 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4798 returns the result of the last @var{form}.
4799 @end defspec
4801 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4802 @appendix Efficiency Concerns
4804 @appendixsec Macros
4806 @noindent
4807 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4808 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4809 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4810 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4811 the forms
4813 @example
4814 (incf i n)
4815 (push x (car p))
4816 @end example
4818 @noindent
4819 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4821 @example
4822 (setq i (+ i n))
4823 (setcar p (cons x (car p)))
4824 @end example
4826 @noindent
4827 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4828 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4829 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4831 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4832 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4833 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4834 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4835 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4836 will execute considerably faster if compiled, and will also
4837 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4838 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4840 You can find out how a macro expands by using the
4841 @code{cl-prettyexpand} function.
4843 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4844 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4845 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4846 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4847 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4848 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4850 @example
4851 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4852 @end example
4854 @noindent
4855 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4856 the expansion
4858 @example
4859 (block nil
4860   (let* ((x 0)
4861          (G1004 nil))
4862     (while (< x 10)
4863       (setq G1004 (cons x G1004))
4864       (setq x (+ x 1)))
4865     (nreverse G1004)))
4866 @end example
4868 @noindent
4869 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4870 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4871 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4872 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4874 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4875 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4876 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4877 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4879 @example
4880 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4881      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4882 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4883      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4884 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4885      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4886 @end example
4888 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4889 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4890 @end defun
4892 @ifinfo
4893 @example
4895 @end example
4896 @end ifinfo
4897 @appendixsec Error Checking
4899 @noindent
4900 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4901 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4902 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4903 incompatibility.
4905 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4906 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4907 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4908 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4909 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4910 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4911 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4912 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4913 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4914 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4915 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4916 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4918 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4919 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4920 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4921 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4922 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4923 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4924 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4925 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4926 do check their keyword arguments for validity.
4928 @ifinfo
4929 @example
4931 @end example
4932 @end ifinfo
4933 @appendixsec Optimizing Compiler
4935 @noindent
4936 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4937 Lisp macros emit
4938 code which can be improved by optimization.  In particular,
4939 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4940 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4941 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4942 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4944 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4945 @appendix Common Lisp Compatibility
4947 @noindent
4948 Following is a list of all known incompatibilities between this
4949 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4951 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4952 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4953 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4954 Common Lisp versions of these functions.
4956 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
4957 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4958 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
4959 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4960 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4961 inside recursive argument lists).
4963 The @code{equal} predicate does not distinguish
4964 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
4965 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4967 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4968 setf-methods return a list of five values rather than five
4969 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4970 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4972 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
4973 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4974 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4975 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4976 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4978 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4979 and type specifiers are unimplemented.
4981 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4982 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4983 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4984 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
4985 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4986 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
4987 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4989 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4990 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4991 example, local @code{special} declarations, which are purely
4992 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4993 set down in Steele's book.
4995 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
4996 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4997 generated symbols become interned when they are written to and
4998 loaded back from a file.
5000 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5001 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5002 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5004 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5006 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5007 @appendix Old CL Compatibility
5009 @noindent
5010 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5011 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5013 This package's emulation of multiple return values in functions is
5014 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5015 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5016 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5017 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5018 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5019 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5021 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5022 implemented in this package.
5024 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5025 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5026 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5027 functions in Emacs.  The older package simply
5028 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5029 causing serious portability problems.  (Some more
5030 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5031 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5032 aliases for @code{member*}, etc.)
5034 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5035 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5036 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5037 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5038 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5040 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5041 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5042 few functions which are explicitly defined as additional features
5043 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5044 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5045 Lisp.
5047 @ifinfo
5048 @example
5050 @end example
5051 @end ifinfo
5052 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5054 @noindent
5055 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5056 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5057 @code{cl-compat}.  To use it, put @code{(require 'cl-compat)} in
5058 your program.
5060 The old package defined a number of internal routines without
5061 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5062 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5063 provides emulations of the following internal routines:
5064 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5065 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5066 @code{safe-idiv}.
5068 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5069 functions that user code might call directly.  The functions
5070 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5071 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5072 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5074 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5075 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5076 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5077 use of keywords as data is discouraged.
5079 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5080 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5081 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5082 use the more natural keyword argument processing offered by
5083 @code{defun*}.
5085 Multiple return values are treated differently by the two
5086 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5087 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5088 that caused it to report spurious multiple return values in
5089 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5090 of multiple-value macros that are compatible with the old
5091 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5092 are guaranteed to work in any case where the old package's
5093 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5094 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5095 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5096 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5098 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5099 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5100 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5101 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5102 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5103 older versions of the old package used the unadorned names
5104 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5105 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5107 @node Porting Common Lisp, GNU Free Documentation License, Old CL Compatibility, Top
5108 @appendix Porting Common Lisp
5110 @noindent
5111 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5112 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5113 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5114 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5115 one, some of the features in this package are not fully compliant
5116 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5117 are also quite a few features that this package does not provide
5118 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
5119 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5121 @itemize @bullet
5122 @item
5123 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5124 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5125 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5126 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5128 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5129 is happy to let the program's own functions and variables use
5130 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5131 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5133 @item
5134 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5135 bindings apply only to references physically within their bodies
5136 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5137 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5138 variable is visible even inside functions called from the body.
5140 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5141 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5142 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5144 Often you can use code that was written for lexical scoping
5145 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5146 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5147 Emacs Lisp:
5149 @example
5150 (defun map-odd-elements (func list)
5151   (loop for x in list
5152         for flag = t then (not flag)
5153         collect (if flag x (funcall func x))))
5155 (defun add-odd-elements (list x)
5156   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x))) list)
5157 @end example
5159 @noindent
5160 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5161 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5162 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5163 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5164 is called.
5166 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5167 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5168 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5169 variables no collision can occur.)
5171 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5172 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5173 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5175 @item
5176 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5177 works at the level of individual characters.  For example, Common
5178 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5179 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5180 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5181 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5183 @item
5184 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5185 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5186 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5187 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5188 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5189 Lisp.
5191 @item
5192 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5193 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5194 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5195 application program would have a package for its own symbols.
5196 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5197 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5198 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5199 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5200 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5202 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5203 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5204 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5205 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5206 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5207 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5208 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5209 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5210 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5211 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5213 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5214 package-like collections of symbols, but this feature is not
5215 strong enough to be used as a true package mechanism.
5217 @item
5218 The @code{format} function is quite different between Common
5219 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5220 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5221 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5222 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5223 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5224 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5225 introduce format codes, and the set of available codes is
5226 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5227 string literals; instead, @code{format} is used with the
5228 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5229 codes provide such features as paragraph filling, case
5230 conversion, and even loops and conditionals.
5232 While it would have been possible to implement most of Common
5233 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5234 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5235 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5236 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5237 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5239 @item
5240 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5241 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5242 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5243 something entirely different---strings with properties.
5245 @item
5246 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
5247 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
5248 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
5249 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
5250 case-insensitive in Common Lisp.
5252 @item
5253 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5254 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5255 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5256 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5257 streams are a set of existing data types rather than a new data
5258 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5259 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5260 than being distinct types.
5262 @item
5263 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5264 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5265 from @uref{ftp://ftp.ultranet.com/pub/zappo} does implement some
5266 CLOS functionality.
5268 @item
5269 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5270 Lisp features of a different name generally have not been
5271 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5272 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5273 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5274 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5275 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5277 @item
5278 A few more notable Common Lisp features not included in this
5279 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5280 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5282 @item
5283 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5284 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5285 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5286 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5287 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5288 numbers using something like
5290 @example
5291 (defun sum-list (list)
5292   (if list
5293       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5294     0))
5295 @end example
5297 @noindent
5298 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5299 these forms:
5301 @example
5302 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5303 (loop for x in my-list sum x)
5304 @end example
5306 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5307 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5308 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5309 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5310 recursion.
5311 @end itemize
5313 @node GNU Free Documentation License, Function Index, Porting Common Lisp, Top
5314 @appendix GNU Free Documentation License
5315 @include doclicense.texi
5317 @node Function Index, Variable Index, GNU Free Documentation License, Top
5318 @unnumbered Function Index
5320 @printindex fn
5322 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5323 @unnumbered Variable Index
5325 @printindex vr
5327 @setchapternewpage odd
5328 @contents
5329 @bye
5331 @ignore
5332    arch-tag: b61e7200-3bfa-4a70-a9d3-095e152696f8
5333 @end ignore