(do_check_ram_size): Don't hardcode the lisp address space size.
[emacs.git] / lispref / functions.texi
blob4b727e7650655c8681fd2cb826408f53f8e3b601
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
25 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
26 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
27                             that have a special bearing on how functions work.
28 @end menu
30 @node What Is a Function
31 @section What Is a Function?
33   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
34 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
35 computation is called the value of the function.  The computation can
36 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
37 the contents of data structures.
39   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
40 function-like objects.
42 @table @dfn
43 @item function
44 @cindex function
45 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
46 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
47 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
48 macros are not functions.
50 @item primitive
51 @cindex primitive
52 @cindex subr
53 @cindex built-in function
54 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
55 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
56 @dfn{built-in} functions or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
57 considered primitives.)
59 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
60 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
61 to operating system services, or because it needs to run fast.
62 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
63 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
65 @item lambda expression
66 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
67 These are described in the following section.
68 @ifnottex
69 @xref{Lambda Expressions}.
70 @end ifnottex
72 @item special form
73 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
74 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
75 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
76 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
77 Structures}.
79 @item macro
80 @cindex macro
81 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
82 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
83 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
84 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
85 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
86 use macros.
88 @item command
89 @cindex command
90 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
91 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
92 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
93 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
94 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
95 the fact that the function is a command makes no difference.
97 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
98 they are not functions.  A symbol is a command if its function
99 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
100 The symbol is a function as well if the definition is a function.
101 @xref{Command Overview}.
103 @item keystroke command
104 @cindex keystroke command
105 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
106 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
107 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
108 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
110 @item byte-code function
111 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
112 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
113 @end table
115 @defun functionp object
116 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of
117 function, or a special form, or, recursively, a symbol whose function
118 definition is a function or special form.  (This does not include
119 macros.)
120 @end defun
122 Unlike @code{functionp}, the next three functions do @emph{not}
123 treat a symbol as its function definition.
125 @defun subrp object
126 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
127 (i.e., a Lisp primitive).
129 @example
130 @group
131 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
132      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
133 @end group
134 @group
135 (subrp (symbol-function 'message))
136      @result{} t
137 @end group
138 @end example
139 @end defun
141 @defun byte-code-function-p object
142 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
143 function.  For example:
145 @example
146 @group
147 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
148      @result{} t
149 @end group
150 @end example
151 @end defun
153 @defun subr-arity subr
154 @tindex subr-arity
155 This function provides information about the argument list of a
156 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
157 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
158 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
159 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
160 @var{subr} is a special form.
161 @end defun
163 @node Lambda Expressions
164 @section Lambda Expressions
165 @cindex lambda expression
167   A function written in Lisp is a list that looks like this:
169 @example
170 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
171   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
172   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
173   @var{body-forms}@dots{})
174 @end example
176 @noindent
177 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
178 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
179 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
180 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
181 expression, but to be called as a function.
183 @menu
184 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
185 * Simple Lambda::           A simple example.
186 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
187 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
188 @end menu
190 @node Lambda Components
191 @subsection Components of a Lambda Expression
193 @ifnottex
195   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
196 looks like this:
198 @example
199 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
200   [@var{documentation-string}]
201   [@var{interactive-declaration}]
202   @var{body-forms}@dots{})
203 @end example
204 @end ifnottex
206 @cindex lambda list
207   The first element of a lambda expression is always the symbol
208 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
209 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
210 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
211 functions.
213   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
214 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
215 the argument values are matched up against the variables in the lambda
216 list, which are given local bindings with the values provided.
217 @xref{Local Variables}.
219   The documentation string is a Lisp string object placed within the
220 function definition to describe the function for the Emacs help
221 facilities.  @xref{Function Documentation}.
223   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
224 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
225 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
226 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
227 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
228 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
229 declaration.
231 @cindex body of function
232   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
233 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
234 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
235 function is the value returned by the last element of the body.
237 @node Simple Lambda
238 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
240   Consider for example the following function:
242 @example
243 (lambda (a b c) (+ a b c))
244 @end example
246 @noindent
247 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
248 expression, like this:
250 @example
251 @group
252 ((lambda (a b c) (+ a b c))
253  1 2 3)
254 @end group
255 @end example
257 @noindent
258 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
259 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
260 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
261 therefore, this call to the function returns the value 6.
263   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
264 this example:
266 @example
267 @group
268 ((lambda (a b c) (+ a b c))
269  1 (* 2 3) (- 5 4))
270 @end group
271 @end example
273 @noindent
274 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
275 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
276 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
278   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
279 a form in this way.  You can get the same result, of making local
280 variables and giving them values, using the special form @code{let}
281 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
282 In practice, lambda expressions are either stored as the function
283 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
284 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
286   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
287 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
288 that time, they were the only way to bind and initialize local
289 variables.
291 @node Argument List
292 @subsection Other Features of Argument Lists
293 @kindex wrong-number-of-arguments
294 @cindex argument binding
295 @cindex binding arguments
297   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
298 specifies three argument variables, so it must be called with three
299 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
300 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
302   It is often convenient to write a function that allows certain
303 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
304 accepts three arguments---a string, the start index and the end
305 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
306 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
307 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
308 and @code{+} do.
310 @cindex optional arguments
311 @cindex rest arguments
312 @kindex &optional
313 @kindex &rest
314   To specify optional arguments that may be omitted when a function
315 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
316 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
317 keyword @code{&rest} before one final argument.
319   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
321 @example
322 @group
323 (@var{required-vars}@dots{}
324  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
325  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
326 @end group
327 @end example
329 @noindent
330 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
331 clauses, and the variables that follow them, are optional.
333   A call to the function requires one actual argument for each of the
334 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
335 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
336 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
337 be any number of extra actual arguments.
339   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
340 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
341 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
342 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
343 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
344 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
345 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
347 @cindex CL note---default optional arg
348 @quotation
349 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
350 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
351 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
352 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
353 @end quotation
355   For example, an argument list that looks like this:
357 @example
358 (a b &optional c d &rest e)
359 @end example
361 @noindent
362 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
363 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
364 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
365 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
366 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
367 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
368 is @code{nil}.
370   There is no way to have required arguments following optional
371 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
372 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
373 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
374 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
375 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
376 no sense to have any more arguments (either required or optional)
377 after a @code{&rest} argument.
379   Here are some examples of argument lists and proper calls:
381 @smallexample
382 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
383  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
384      @result{} 2
385 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
386          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
387  1 2)
388      @result{} 3
389 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
390          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
391  1 2 3 4 5)
392      @result{} 15
393 @end smallexample
395 @node Function Documentation
396 @subsection Documentation Strings of Functions
397 @cindex documentation of function
399   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
400 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
401 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
402 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
403 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
404 accessed.
406   It is a good idea to provide documentation strings for all the
407 functions in your program, even those that are called only from within
408 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
409 are easier to access.
411   The first line of the documentation string should stand on its own,
412 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
413 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
415   The start of the documentation string is usually indented in the source file,
416 but since these spaces come before the starting double-quote, they are not part of
417 the string.  Some people make a practice of indenting any additional
418 lines of the string so that the text lines up in the program source.
419 @emph{That is a mistake.}  The indentation of the following lines is
420 inside the string; what looks nice in the source code will look ugly
421 when displayed by the help commands.
423   You may wonder how the documentation string could be optional, since
424 there are required components of the function that follow it (the body).
425 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
426 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
427 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
428 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
429 as the return value and as the documentation.
431   The last line of the documentation string can specify calling
432 conventions different from the actual function arguments.  Write
433 text like this:
435 @example
436 \(fn @var{arglist})
437 @end example
439 @noindent
440 following a blank line, at the beginning of the line, with no newline
441 following it inside the documentation string.  This feature is
442 particularly useful for macro definitions.  The @samp{\} is used to
443 avoid confusing the Emacs motion commands.
445 @node Function Names
446 @section Naming a Function
447 @cindex function definition
448 @cindex named function
449 @cindex function name
451   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
452 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
453 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
454 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
456   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
457 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
458 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
459 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
460 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
461 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
462 symbol's function definition in place of the symbol is called
463 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
465   In practice, nearly all functions are given names in this way and
466 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
467 as a function and does what it does because the primitive subr-object
468 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
470   We give functions names because it is convenient to refer to them by
471 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
472 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
473 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
474 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
475 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
476 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
477 more convenient than making the function definition point to itself
478 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
479 practice).
481   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
482 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
483 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
484 subr-object that is its function definition.  For most purposes, there
485 is no need to distinguish.
487   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
488 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
489 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
490 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
491 equally well a name for the same function.
493   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
494 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
495 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
496 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
497 function definition.)  If you have not given a symbol a function
498 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
499 value as a variable makes no difference to this.
501 @node Defining Functions
502 @section Defining Functions
503 @cindex defining a function
505   We usually give a name to a function when it is first created.  This
506 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
507 @code{defun} special form.
509 @defspec defun name argument-list body-forms
510 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
511 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
513 @example
514 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
515 @end example
517 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
518 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
519 value.
521 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
522 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
523 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two of the
524 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
525 declaration.
527 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
528 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
529 cell.  @xref{Symbol Components}.
531 Here are some examples:
533 @example
534 @group
535 (defun foo () 5)
536      @result{} foo
537 @end group
538 @group
539 (foo)
540      @result{} 5
541 @end group
543 @group
544 (defun bar (a &optional b &rest c)
545     (list a b c))
546      @result{} bar
547 @end group
548 @group
549 (bar 1 2 3 4 5)
550      @result{} (1 2 (3 4 5))
551 @end group
552 @group
553 (bar 1)
554      @result{} (1 nil nil)
555 @end group
556 @group
557 (bar)
558 @error{} Wrong number of arguments.
559 @end group
561 @group
562 (defun capitalize-backwards ()
563   "Upcase the last letter of a word."
564   (interactive)
565   (backward-word 1)
566   (forward-word 1)
567   (backward-char 1)
568   (capitalize-word 1))
569      @result{} capitalize-backwards
570 @end group
571 @end example
573 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
574 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
575 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
576 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
577 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
578 @end defspec
580 @anchor{Definition of defalias}
581 @defun defalias name definition &optional docstring
582 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
583 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
584 It returns @var{definition}.
586 If @var{docstring} is non-@code{nil}, it becomes the function
587 documentation of @var{name}.  Otherwise, any documentation provided by
588 @var{definition} is used.
590 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
591 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
592 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
593 which file defined the function, just like @code{defun}
594 (@pxref{Unloading}).
596 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
597 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
598 records.
599 @end defun
601   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
602 @code{defalias}, but you can use them to change the function definition of
603 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
604 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
605 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
606 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
607 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
608 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
609 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
610 definition will have no effect on them.
612   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
613 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
615 @node Calling Functions
616 @section Calling Functions
617 @cindex function invocation
618 @cindex calling a function
620   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
621 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
622 function is also known as @dfn{invocation}.
624   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
625 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
626 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
627 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
629   When you write a list as an expression in your program, the function
630 name it calls is written in your program.  This means that you choose
631 which function to call, and how many arguments to give it, when you
632 write the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
633 need to compute at run time which function to call.  To do that, use the
634 function @code{funcall}.  When you also need to determine at run time
635 how many arguments to pass, use @code{apply}.
637 @defun funcall function &rest arguments
638 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
639 whatever @var{function} returns.
641 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
642 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
643 means that you can use any expression to obtain the function to be
644 called.  It also means that @code{funcall} does not see the expressions
645 you write for the @var{arguments}, only their values.  These values are
646 @emph{not} evaluated a second time in the act of calling @var{function};
647 @code{funcall} enters the normal procedure for calling a function at the
648 place where the arguments have already been evaluated.
650 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
651 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
652 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
653 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
654 above, it never knows them in the first place.
656 @example
657 @group
658 (setq f 'list)
659      @result{} list
660 @end group
661 @group
662 (funcall f 'x 'y 'z)
663      @result{} (x y z)
664 @end group
665 @group
666 (funcall f 'x 'y '(z))
667      @result{} (x y (z))
668 @end group
669 @group
670 (funcall 'and t nil)
671 @error{} Invalid function: #<subr and>
672 @end group
673 @end example
675 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
676 @end defun
678 @defun apply function &rest arguments
679 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
680 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
681 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
682 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
683 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
684 argument.
686 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
687 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
688 primitive function; special forms and macros do not make sense in
689 @code{apply}.
691 @example
692 @group
693 (setq f 'list)
694      @result{} list
695 @end group
696 @group
697 (apply f 'x 'y 'z)
698 @error{} Wrong type argument: listp, z
699 @end group
700 @group
701 (apply '+ 1 2 '(3 4))
702      @result{} 10
703 @end group
704 @group
705 (apply '+ '(1 2 3 4))
706      @result{} 10
707 @end group
709 @group
710 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
711      @result{} (a b c x y z)
712 @end group
713 @end example
715 For an interesting example of using @code{apply}, see @ref{Definition
716 of mapcar}.
717 @end defun
719 @cindex functionals
720   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
721 find them in data structures (especially in hook variables and property
722 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
723 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
725   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
726 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
727 function:
729 @defun identity arg
730 This function returns @var{arg} and has no side effects.
731 @end defun
733 @defun ignore &rest args
734 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
735 @end defun
737 @node Mapping Functions
738 @section Mapping Functions
739 @cindex mapping functions
741   A @dfn{mapping function} applies a given function (@emph{not} a
742 special form or macro) to each element of a list or other collection.
743 Emacs Lisp has several such functions; @code{mapcar} and
744 @code{mapconcat}, which scan a list, are described here.
745 @xref{Definition of mapatoms}, for the function @code{mapatoms} which
746 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Definition of maphash},
747 for the function @code{maphash} which maps over key/value associations
748 in a hash table.
750   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
751 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
752 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
753 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
755 @anchor{Definition of mapcar}
756 @defun mapcar function sequence
757 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
758 in turn, and returns a list of the results.
760 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
761 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
762 result is always a list.  The length of the result is the same as the
763 length of @var{sequence}.
765 @smallexample
766 @group
767 @exdent @r{For example:}
769 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
770      @result{} (a c e)
771 (mapcar '1+ [1 2 3])
772      @result{} (2 3 4)
773 (mapcar 'char-to-string "abc")
774      @result{} ("a" "b" "c")
775 @end group
777 @group
778 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
779 (mapcar 'funcall my-hooks)
780 @end group
782 @group
783 (defun mapcar* (function &rest args)
784   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
785 Return the list of results."
786   ;; @r{If no list is exhausted,}
787   (if (not (memq nil args))
788       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
789       (cons (apply function (mapcar 'car args))
790             (apply 'mapcar* function
791                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
792                    (mapcar 'cdr args)))))
793 @end group
795 @group
796 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
797      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
798 @end group
799 @end smallexample
800 @end defun
802 @defun mapc function sequence
803 @tindex mapc
804 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
805 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
806 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
807 @end defun
809 @defun mapconcat function sequence separator
810 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
811 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
812 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
813 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
814 other suitable punctuation.
816 The argument @var{function} must be a function that can take one
817 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
818 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
819 bool-vector, or a string.
821 @smallexample
822 @group
823 (mapconcat 'symbol-name
824            '(The cat in the hat)
825            " ")
826      @result{} "The cat in the hat"
827 @end group
829 @group
830 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
831            "HAL-8000"
832            "")
833      @result{} "IBM.9111"
834 @end group
835 @end smallexample
836 @end defun
838 @node Anonymous Functions
839 @section Anonymous Functions
840 @cindex anonymous function
842   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
843 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
844 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
845 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
846 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
847 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
849   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
851 @smallexample
852 @group
853 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
854 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
855 @end group
856 @end smallexample
858 @noindent
859 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
860 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
861 @code{silly}.
863   Here is how we might call this function:
865 @example
866 @group
867 (funcall silly 1)
868 @result{} 13
869 @end group
870 @end example
872 @noindent
873 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
874 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
875 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
877   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
878 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
879 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
880 element of a list.
882   Here we define a function @code{change-property} which
883 uses a function as its third argument:
885 @example
886 @group
887 (defun change-property (symbol prop function)
888   (let ((value (get symbol prop)))
889     (put symbol prop (funcall function value))))
890 @end group
891 @end example
893 @noindent
894 Here we define a function that uses @code{change-property},
895 passing it a function to double a number:
897 @example
898 @group
899 (defun double-property (symbol prop)
900   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
901 @end group
902 @end example
904 @noindent
905 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
906 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
908 @example
909 @group
910 (defun double-property (symbol prop)
911   (change-property symbol prop
912                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
913 @end group
914 @end example
916 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
917 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
918 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
919 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
920 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
921 @code{change-property} is the precise list shown:
923 @example
924 (lambda (x) (* x 2))
925 @end example
927 @noindent
928 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
929 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
930 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
931 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
932 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
934   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
936 @example
937 @group
938 (defun double-property (symbol prop)
939   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
940 @end group
941 @end example
943 @noindent
944 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
946   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
947 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
948 comment:
950 @example
951 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
952 @end example
954 @cindex @samp{#'} syntax
955   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
956 For example,
958 @example
959 #'(lambda (x) (* x x))
960 @end example
962 @noindent
963 is equivalent to
965 @example
966 (function (lambda (x) (* x x)))
967 @end example
969 @defspec function function-object
970 @cindex function quoting
971 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
972 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
973 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
974 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
975 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
976 @end defspec
978   @xref{describe-symbols example}, for a realistic example using
979 @code{function} and an anonymous function.
981 @node Function Cells
982 @section Accessing Function Cell Contents
984   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
985 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
986 and set the function cell of symbols.
988   See also the function @code{indirect-function}.  @xref{Definition of
989 indirect-function}.
991 @defun symbol-function symbol
992 @kindex void-function
993 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
994 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
995 signaled.
997 This function does not check that the returned object is a legitimate
998 function.
1000 @example
1001 @group
1002 (defun bar (n) (+ n 2))
1003      @result{} bar
1004 @end group
1005 @group
1006 (symbol-function 'bar)
1007      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
1008 @end group
1009 @group
1010 (fset 'baz 'bar)
1011      @result{} bar
1012 @end group
1013 @group
1014 (symbol-function 'baz)
1015      @result{} bar
1016 @end group
1017 @end example
1018 @end defun
1020 @cindex void function cell
1021   If you have never given a symbol any function definition, we say that
1022 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
1023 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
1024 as a function, it signals a @code{void-function} error.
1026   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1027 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1028 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1029 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1030 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1032   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1033 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1034 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1036 @defun fboundp symbol
1037 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1038 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1039 is a legitimate function.
1040 @end defun
1042 @defun fmakunbound symbol
1043 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1044 subsequent attempt to access this cell will cause a
1045 @code{void-function} error.  It returns @var{symbol}.  (See also
1046 @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1048 @example
1049 @group
1050 (defun foo (x) x)
1051      @result{} foo
1052 @end group
1053 @group
1054 (foo 1)
1055      @result{}1
1056 @end group
1057 @group
1058 (fmakunbound 'foo)
1059      @result{} foo
1060 @end group
1061 @group
1062 (foo 1)
1063 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1064 @end group
1065 @end example
1066 @end defun
1068 @defun fset symbol definition
1069 This function stores @var{definition} in the function cell of
1070 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1071 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1072 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1073 argument.
1075 There are three normal uses of this function:
1077 @itemize @bullet
1078 @item
1079 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1080 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1081 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1082 @code{fset}; see @ref{Definition of defalias}.)
1084 @item
1085 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1086 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1087 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1088 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1089 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1090 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1092 @item
1093 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1094 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1095 @code{fset}.
1096 @end itemize
1098 Here are examples of these uses:
1100 @example
1101 @group
1102 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1103 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1104 @end group
1106 @group
1107 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1108 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1109 (fset 'xfirst 'car)
1110      @result{} car
1111 @end group
1112 @group
1113 (xfirst '(1 2 3))
1114      @result{} 1
1115 @end group
1116 @group
1117 (symbol-function 'xfirst)
1118      @result{} car
1119 @end group
1120 @group
1121 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1122      @result{} #<subr car>
1123 @end group
1125 @group
1126 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1127 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1128      @result{} "\^u2\^k"
1129 @end group
1131 @group
1132 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1133 (defun copy-function-definition (new old)
1134   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1135   (fset new (symbol-function old)))
1136 @end group
1137 @end example
1138 @end defun
1140   When writing a function that extends a previously defined function,
1141 the following idiom is sometimes used:
1143 @example
1144 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1145 (defun foo ()
1146   "Just like old-foo, except more so."
1147 @group
1148   (old-foo)
1149   (more-so))
1150 @end group
1151 @end example
1153 @noindent
1154 This does not work properly if @code{foo} has been defined to autoload.
1155 In such a case, when @code{foo} calls @code{old-foo}, Lisp attempts
1156 to define @code{old-foo} by loading a file.  Since this presumably
1157 defines @code{foo} rather than @code{old-foo}, it does not produce the
1158 proper results.  The only way to avoid this problem is to make sure the
1159 file is loaded before moving aside the old definition of @code{foo}.
1161   But it is unmodular and unclean, in any case, for a Lisp file to
1162 redefine a function defined elsewhere.  It is cleaner to use the advice
1163 facility (@pxref{Advising Functions}).
1165 @node Inline Functions
1166 @section Inline Functions
1167 @cindex inline functions
1169 @findex defsubst
1170 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1171 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1172 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1173 the function's definition is open-coded into the caller.
1175 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1176 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1177 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1178 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1179 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1180 make a function inline unless its speed is really crucial.
1182 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1183 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1184 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1185 generally should not make large functions inline.
1187 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1188 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1189 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1190 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1191 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1192 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1193 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1194 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1195 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1197 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1198 following the definition, just like macros.
1200 @node Function Safety
1201 @section Determining whether a function is safe to call
1202 @cindex function safety
1203 @cindex safety of functions
1205 Some major modes such as SES call functions that are stored in user
1206 files.  (@inforef{Top, ,ses}, for more information on SES.)  User
1207 files sometimes have poor pedigrees---you can get a spreadsheet from
1208 someone you've just met, or you can get one through email from someone
1209 you've never met.  So it is risky to call a function whose source code
1210 is stored in a user file until you have determined that it is safe.
1212 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1213 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} Lisp expression, or
1214 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1215 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1216 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1217 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1218 list of buffer-local bindings.
1219 @end defun
1221 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1222 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1223 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1224 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1225 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1226 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1227 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1228 must delete properties from all strings calculated by user code before
1229 inserting them into buffers.
1231 @ignore
1232 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1233 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1234 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1235 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1237 @table @dfn
1238 @item Safe expression
1239 @itemize
1240 @item
1241 An atom or quoted thing.
1242 @item
1243 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1244 safe expressions.
1245 @item
1246 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1247 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1248 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1249 safe.
1250 @item
1251 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1252 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1253 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1254 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1255 @item
1256 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1257 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1258 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1259 bindings.
1260 @item
1261 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1262 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1263 @end itemize
1265 @item Safe function
1266 @itemize
1267 @item
1268 A lambda containing safe expressions.
1269 @item
1270 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1271 @item
1272 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1273 @item
1274 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1275 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1276 Other values will someday indicate functions with classes of side
1277 effects that are not always safe.
1278 @end itemize
1280 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1281 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1282 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1283 functions you write.
1284 @end table
1285 @end ignore
1287 @node Related Topics
1288 @section Other Topics Related to Functions
1290   Here is a table of several functions that do things related to
1291 function calling and function definitions.  They are documented
1292 elsewhere, but we provide cross references here.
1294 @table @code
1295 @item apply
1296 See @ref{Calling Functions}.
1298 @item autoload
1299 See @ref{Autoload}.
1301 @item call-interactively
1302 See @ref{Interactive Call}.
1304 @item commandp
1305 See @ref{Interactive Call}.
1307 @item documentation
1308 See @ref{Accessing Documentation}.
1310 @item eval
1311 See @ref{Eval}.
1313 @item funcall
1314 See @ref{Calling Functions}.
1316 @item function
1317 See @ref{Anonymous Functions}.
1319 @item ignore
1320 See @ref{Calling Functions}.
1322 @item indirect-function
1323 See @ref{Definition of indirect-function}.
1325 @item interactive
1326 See @ref{Using Interactive}.
1328 @item interactive-p
1329 See @ref{Interactive Call}.
1331 @item mapatoms
1332 See @ref{Creating Symbols}.
1334 @item mapcar
1335 See @ref{Mapping Functions}.
1337 @item map-char-table
1338 See @ref{Char-Tables}.
1340 @item mapconcat
1341 See @ref{Mapping Functions}.
1343 @item undefined
1344 See @ref{Key Lookup}.
1345 @end table
1347 @ignore
1348    arch-tag: 39100cdf-8a55-4898-acba-595db619e8e2
1349 @end ignore