(hi-lock-find-patterns): Protect also against invalid values for the pattern
[emacs.git] / man / cl.texi
blobc150e0d2b4d2b3cdae203cde86528f58c3cf1f9e
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 (C) 1993, 2002, 2005 Free Software Foundation, Inc.
10 @quotation
11 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
12 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
13 any later version published by the Free Software Foundation; with no
14 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU
15 Manual'', and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the
16 license is included in the section entitled ``GNU Free Documentation
17 License'' in the Emacs manual.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have freedom to copy and modify
20 this GNU Manual, like GNU software.  Copies published by the Free
21 Software Foundation raise funds for GNU development.''
23 This document is part of a collection distributed under the GNU Free
24 Documentation License.  If you want to distribute this document
25 separately from the collection, you can do so by adding a copy of the
26 license to the document, as described in section 6 of the license.
27 @end quotation
28 @end copying
30 @dircategory Emacs
31 @direntry
32 * CL: (cl).             Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
33 @end direntry
35 @finalout
37 @titlepage
38 @sp 6
39 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
40 @sp 4
41 @center For GNU Emacs Lisp
42 @sp 1
43 @center Version 2.02
44 @sp 5
45 @center Dave Gillespie
46 @center daveg@@synaptics.com
47 @page
48 @vskip 0pt plus 1filll
49 @insertcopying
50 @end titlepage
52 @node Top, Overview, (dir), (dir)
53 @chapter Introduction
55 @noindent
56 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
57 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
58 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
59 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
61 @menu
62 * Overview::             Installation, usage, etc.
63 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
64 * Predicates::           `typep', `eql', and `equalp'
65 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
66 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
67 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
68 * Symbols::              Property lists, `gensym'
69 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
70 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
71 * Lists::                `cadr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
72 * Structures::           `defstruct'
73 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
75 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
76 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
77 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
78 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
80 * Function Index::
81 * Variable Index::
82 @end menu
84 @node Overview, Program Structure, Top, Top
85 @ifnottex
86 @chapter Overview
87 @end ifnottex
89 @noindent
90 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
91 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
92 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
93 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
94 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
95 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
97 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
98 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
99 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
100 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
102 @strong{Please note:} the @dfn{CL} functions are not standard parts of
103 the Emacs Lisp name space, so it is legitimate for users to define
104 them with other, conflicting meanings.  To avoid conflicting with
105 those user activities, we have a policy that packages installed in
106 Emacs must not load @dfn{CL} at run time.  (It is ok for them to load
107 @dfn{CL} at compile time only, with @code{eval-when-compile}, and use
108 the macros it provides.)  If you are writing packages that you plan to
109 distribute and invite widespread use for, you might want to observe
110 the same rule.
112 Some Common Lisp features have been omitted from this package
113 for various reasons:
115 @itemize @bullet
116 @item
117 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
118 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
119 examples of this group.
121 @item
122 Other features cannot be implemented without modification to the
123 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
124 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
125 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
126 features.
128 @item
129 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
130 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
131 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
132 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
133 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
134 @end itemize
136 The package described here was written by Dave Gillespie,
137 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
138 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
139 the Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
140 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
141 version to ensure that each function is defined efficiently,
142 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
143 environment.
145 @menu
146 * Usage::                How to use the CL package
147 * Organization::         The package's five component files
148 * Installation::         Compiling and installing CL
149 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
150 @end menu
152 @node Usage, Organization, Overview, Overview
153 @section Usage
155 @noindent
156 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
157 include at the beginning:
159 @example
160 (require 'cl)
161 @end example
163 @noindent
164 If you want to ensure that the new (Gillespie) version of @dfn{CL}
165 is the one that is present, add an additional @code{(require 'cl-19)}
166 call:
168 @example
169 (require 'cl)
170 (require 'cl-19)
171 @end example
173 @noindent
174 The second call will fail (with ``@file{cl-19.el} not found'') if
175 the old @file{cl.el} package was in use.
177 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
178 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
179 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
181 @node Organization, Installation, Usage, Overview
182 @section Organization
184 @noindent
185 The Common Lisp package is organized into four files:
187 @table @file
188 @item cl.el
189 This is the ``main'' file, which contains basic functions
190 and information about the package.  This file is relatively
191 compact---about 700 lines.
193 @item cl-extra.el
194 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
195 It is kept separate so that packages which only want to use Common
196 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
197 the overhead of loading the more advanced functions.
199 @item cl-seq.el
200 This file contains most of the advanced functions for operating
201 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
203 @item cl-macs.el
204 This file contains the features of the packages which are macros
205 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
206 not when it is run, so the macros generally only need to be
207 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
208 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
209 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
210 that they won't take up memory unless you are compiling.
211 @end table
213 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
214 commands for the functions and macros in the other three files.
215 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
216 will take care of pulling in the other files when they are
217 needed.
219 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
220 routines from the older @file{cl.el} package that are no longer
221 present in the new package.  This includes internal routines
222 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
223 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
224 multiple-values feature.  @xref{Old CL Compatibility}.
226 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
227 @section Installation
229 @noindent
230 Installation of the @dfn{CL} package is simple:  Just put the
231 byte-compiled files @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc},
232 @file{cl-seq.elc}, @file{cl-macs.elc}, and @file{cl-compat.elc}
233 into a directory on your @code{load-path}.
235 There are no special requirements to compile this package:
236 The files do not have to be loaded before they are compiled,
237 nor do they need to be compiled in any particular order.
239 You may choose to put the files into your main @file{lisp/}
240 directory, replacing the original @file{cl.el} file there.  Or,
241 you could put them into a directory that comes before @file{lisp/}
242 on your @code{load-path} so that the old @file{cl.el} is
243 effectively hidden.
245 Also, format the @file{cl.texinfo} file and put the resulting
246 Info files in the @file{info/} directory or another suitable place.
248 You may instead wish to leave this package's components all in
249 their own directory, and then add this directory to your
250 @code{load-path} and @code{Info-directory-list}.
251 Add the directory to the front of the list so the old @dfn{CL}
252 package and its documentation are hidden.
254 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
255 @section Naming Conventions
257 @noindent
258 Except where noted, all functions defined by this package have the
259 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
261 Following is a complete list of functions whose names were changed
262 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
263 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
264 the Emacs name:
266 @example
267 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
268 member*       assoc*        rassoc*       get*
269 remove*       delete*       mapcar*       sort*
270 floor*        ceiling*      truncate*     round*
271 mod*          rem*          random*
272 @end example
274 Internal function and variable names in the package are prefixed
275 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
276 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
278 @example
279 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
280 callf         callf2        letf          letf*
281 defsubst*
282 @end example
284 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
285 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
287 @example
288 eql           floatp-safe   endp
289 evenp         oddp          plusp         minusp
290 caaar .. cddddr
291 list*         ldiff         rest          first .. tenth
292 copy-list     subst         mapcar* [2]
293 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
294 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
295 proclaim      declaim
296 @end example
298 @noindent
299 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
301 @noindent
302 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
303 and @code{:key} is not used.
305 @noindent
306 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
308 @iftex
309 @chapno=4
310 @end iftex
312 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
313 @chapter Program Structure
315 @noindent
316 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
317 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
318 and the @code{eval-when} construct.
320 @menu
321 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
322 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
323 @end menu
325 @iftex
326 @secno=1
327 @end iftex
329 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
330 @section Argument Lists
332 @noindent
333 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
334 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
335 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
336 values for optional arguments, and it provides the additional markers
337 @code{&key} and @code{&aux}.
339 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
340 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
341 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
342 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
344 @defspec defun* name arglist body...
345 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
346 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
347 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
348 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
349 @end defspec
351 @defspec defsubst* name arglist body...
352 This is just like @code{defun*}, except that the function that
353 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
354 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
355 This is analogous to the @code{defsubst} form;
356 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
357 works in all version of Emacs, and also generates somewhat more
358 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
359 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
360 etc., to be done at compile-time whenever possible.
361 @end defspec
363 @defspec defmacro* name arglist body...
364 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
365 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
366 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
367 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
368 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
369 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
370 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
371 @var{name}.
372 @end defspec
374 @defspec function* symbol-or-lambda
375 This is identical to the regular @code{function} form,
376 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
377 form may use a full Common Lisp argument list.
378 @end defspec
380 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
381 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
382 full Common Lisp argument lists.
384 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
385 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
386 These features are always present; @code{defun*}'s only
387 difference from @code{defun} is its more flexible argument
388 lists and its implicit block.
390 The full form of a Common Lisp argument list is
392 @example
393 (@var{var}...
394  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
395  &rest @var{var}
396  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
397  &aux (@var{var} @var{initform})...)
398 @end example
400 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
401 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
402 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
404 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
405 These arguments must always be specified in a call to the function;
406 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
407 required arguments are concerned.
409 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
410 arguments may be specified in the function call; if they are not,
411 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
412 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
413 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
414 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
415 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
416 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
417 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
418 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
419 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
420 function to tell whether it was called with no argument, or with
421 the default value passed explicitly as an argument.
423 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
424 more arguments were passed to the function than are accounted for
425 by the required and optional arguments, those extra arguments are
426 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
427 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
428 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
429 macro contexts; this package accepts it all the time.
431 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
432 are optional arguments which are specified by name rather than
433 positionally in the argument list.  For example,
435 @example
436 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
437 @end example
439 @noindent
440 defines a function which may be called with one, two, or more
441 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
442 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
443 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
444 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
445 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
446 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
447 @code{t}.)
449 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
450 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
451 appears more than once in the function call, the first occurrence
452 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
453 to specify keyword arguments without specifying the optional
454 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
455 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
456 @code{2} is not a valid keyword.
458 If a @var{keyword} symbol is explicitly specified in the argument
459 list as shown in the above diagram, then that keyword will be
460 used instead of just the variable name prefixed with a colon.
461 You can specify a @var{keyword} symbol which does not begin with
462 a colon at all, but such symbols will not be self-quoting; you
463 will have to quote them explicitly with an apostrophe in the
464 function call.
466 Ordinarily it is an error to pass an unrecognized keyword to
467 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
468 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
469 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
470 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
471 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
472 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
473 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
474 in the call.  For example:
476 @smallexample
477 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
478   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
479       (if need (error "Thing not found"))))
480 @end smallexample
482 @noindent
483 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
484 accepts other keyword arguments which are passed on to the
485 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
486 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
487 about each others' keywords in the arguments.
489 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
490 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
491 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
492 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
493 difference between the following two functions, except for a
494 matter of stylistic taste:
496 @example
497 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
498   @var{body})
500 (defun* foo (a b)
501   (let ((c (+ a b)) d)
502     @var{body}))
503 @end example
505 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
506 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
507 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
508 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
509 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
510 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
511 be a list whose elements match this recursive argument list.
512 For example:
514 @example
515 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
516                    &rest body)
517   ...)
518 @end example
520 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
521 of two or three items; if there are other arguments as well as this
522 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
523 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
524 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
525 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
526 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
527 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
528 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
529 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
530 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
531 support this usage.)
533 One last feature of destructuring is that the argument list may be
534 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
535 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
537 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
538 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
539 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
540 argument lists are rigorously checked.
542 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
543 @section Time of Evaluation
545 @noindent
546 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
547 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
548 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
549 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
550 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
551 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
552 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
553 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
554 macros that are defined.
556 @defspec eval-when (situations...) forms...
557 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
558 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
559 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
560 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
561 and @code{:execute}).
563 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
564 whether or not it is being compiled as a top-level form.
565 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
566 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
567 or buffers of code, and it appears either literally at the
568 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
570 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
571 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
572 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
573 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
575 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
576 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
577 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
578 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
579 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
580 (ignoring the body @var{forms}) if not.
582 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
583 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
584 some gruesome examples).
586 Some simple examples:
588 @example
589 ;; Top-level forms in foo.el:
590 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
591 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
592 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
593 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
594 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
595 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
596 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
597 @end example
599 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
600 the compilation itself:
602 @example
603 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
604 @end example
606 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
608 @example
609 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
610 @end example
612 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
613 be set:
615 @example
616 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
617 @end example
619 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
620 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
621 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
623 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
624 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
625 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
626 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
627 (compile load eval) @dots{})}.
628 @end defspec
630 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
631 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
632 any @code{eval-when} construct and is described below.
634 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
635 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
636 so is not itself defined by this package.
638 @defspec eval-when-compile forms...
639 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
640 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
641 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
642 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
643 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
644 or other reasons.
646 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
647 @end defspec
649 @defspec load-time-value form
650 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
651 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
653 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
654 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
655 and gave it more well-defined semantics.
657 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
658 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
659 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
660 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
661 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
662 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
663 act exactly like @code{progn}.
665 @example
666 (defun report ()
667   (insert "This function was executed on: "
668           (current-time-string)
669           ", compiled on: "
670           (eval-when-compile (current-time-string))
671           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
672           ", and loaded on: "
673           (load-time-value (current-time-string))))
674 @end example
676 @noindent
677 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
678 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
680 @example
681 (setq --temp-- (current-time-string))
682 (defun report ()
683   (insert "This function was executed on: "
684           (current-time-string)
685           ", compiled on: "
686           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
687           ", and loaded on: "
688           --temp--))
689 @end example
690 @end defspec
692 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
693 @chapter Predicates
695 @noindent
696 This section describes functions for testing whether various
697 facts are true or false.
699 @menu
700 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
701 * Equality Predicates::  `eql' and `equalp'
702 @end menu
704 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
705 @section Type Predicates
707 @noindent
708 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
709 predicate.
711 @defun typep object type
712 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
713 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
714 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
715 @end defun
717 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
718 or a list beginning with a symbol.
720 @itemize @bullet
721 @item
722 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
723 symbol name to form the name of a predicate function for testing
724 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
725 than @samp{-p} are used when appropriate.)
727 @item
728 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
729 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
730 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
731 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
733 @item
734 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
735 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
736 @code{(null @var{object})}.
738 @item
739 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
740 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
742 @item
743 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
744 integers in the range from 0 to 255.
746 @item
747 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
748 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
749 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
751 @item
752 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
753 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
754 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
755 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
756 is thus equivalent to @code{integer}.
758 @item
759 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
760 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
761 range.
763 @item
764 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
765 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
766 represents all objects that are integers or non-negative floats.
768 @item
769 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
770 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
771 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
772 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
774 @item
775 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
776 all objects for which @var{predicate} returns true when called
777 with that object as an argument.
778 @end itemize
780 The following function and macro (not technically predicates) are
781 related to @code{typep}.
783 @defun coerce object type
784 This function attempts to convert @var{object} to the specified
785 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
786 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
787 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
788 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
789 converted to that type if possible.  If @var{type} is
790 @code{character}, then strings of length one and symbols with
791 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
792 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
793 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
794 error.
795 @end defun
797 @defspec deftype name arglist forms...
798 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
799 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
800 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
801 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
802 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
803 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
804 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
805 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
806 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
807 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
808 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
809 default.  Some examples:
811 @example
812 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
813 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
814 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
815   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
816 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
817 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
818 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
819 @end example
821 @noindent
822 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
823 type specifier could be implemented if desired; this package does
824 not implement @code{unsigned-byte} by default.
825 @end defspec
827 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
828 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
829 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
830 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
832 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
833 @section Equality Predicates
835 @noindent
836 This package defines two Common Lisp predicates, @code{eql} and
837 @code{equalp}.
839 @defun eql a b
840 This function is almost the same as @code{eq}, except that if @var{a}
841 and @var{b} are numbers of the same type, it compares them for numeric
842 equality (as if by @code{equal} instead of @code{eq}).  This makes a
843 difference only for versions of Emacs that are compiled with
844 floating-point support.  Emacs floats are allocated
845 objects just like cons cells, which means that @code{(eq 3.0 3.0)}
846 will not necessarily be true---if the two @code{3.0}s were allocated
847 separately, the pointers will be different even though the numbers are
848 the same.  But @code{(eql 3.0 3.0)} will always be true.
850 The types of the arguments must match, so @code{(eql 3 3.0)} is
851 still false.
853 Note that Emacs integers are ``direct'' rather than allocated, which
854 basically means @code{(eq 3 3)} will always be true.  Thus @code{eq}
855 and @code{eql} behave differently only if floating-point numbers are
856 involved, and are indistinguishable on Emacs versions that don't
857 support floats.
859 There is a slight inconsistency with Common Lisp in the treatment of
860 positive and negative zeros.  Some machines, notably those with IEEE
861 standard arithmetic, represent @code{+0} and @code{-0} as distinct
862 values.  Normally this doesn't matter because the standard specifies
863 that @code{(= 0.0 -0.0)} should always be true, and this is indeed
864 what Emacs Lisp and Common Lisp do.  But the Common Lisp standard
865 states that @code{(eql 0.0 -0.0)} and @code{(equal 0.0 -0.0)} should
866 be false on IEEE-like machines; Emacs Lisp does not do this, and in
867 fact the only known way to distinguish between the two zeros in Emacs
868 Lisp is to @code{format} them and check for a minus sign.
869 @end defun
871 @defun equalp a b
872 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
873 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
874 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
875 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
876 objects are compared as if by @code{equal}.
878 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
879 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
880 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
881 in this package since Emacs does not distinguish between integers
882 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
883 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
884 not compare strings against vectors of integers.
885 @end defun
887 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
888 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
889 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
890 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
891 which use @code{eql} for comparisons.
893 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
894 @chapter Control Structure
896 @noindent
897 The features described in the following sections implement
898 various advanced control structures, including the powerful
899 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
900 constructs.
902 @menu
903 * Assignment::             The `psetq' form
904 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
905 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
906 * Conditionals::           `case', `typecase'
907 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
908 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
909 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
910 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
911 @end menu
913 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
914 @section Assignment
916 @noindent
917 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
918 assignments are done in parallel rather than sequentially.
920 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
921 This special form (actually a macro) is used to assign to several
922 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
923 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
924 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
925 and then stores the corresponding variables afterwards.
927 @example
928 (setq x 2 y 3)
929 (setq x (+ x y)  y (* x y))
931      @result{} 5
932 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
933      @result{} 15
934 (setq x 2 y 3)
935 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
937      @result{} 5
938 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
939      @result{} 6
940 @end example
942 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
943 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
944 provides an even more convenient way to swap two variables;
945 @pxref{Modify Macros}.)
947 @code{psetq} always returns @code{nil}.
948 @end defspec
950 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
951 @section Generalized Variables
953 @noindent
954 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
955 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
956 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
957 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
958 places where Lisp values are stored.
960 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
961 arbitrary place forms on the left side rather than just
962 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
963 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
964 but without having to remember two separate functions for setting
965 and accessing every type of place.
967 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
968 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
969 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
970 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
971 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
973 @menu
974 * Basic Setf::         `setf' and place forms
975 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
976 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
977 @end menu
979 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
980 @subsection Basic Setf
982 @noindent
983 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
984 variables.
986 @defspec setf [place form]@dots{}
987 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
988 must be a valid generalized variable form.  If there are several
989 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
990 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
991 @var{form}.
993 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
994 so may appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
996 @itemize @bullet
997 @item
998 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
999 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
1000 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
1001 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
1002 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
1003 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
1004 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
1006 @item
1007 A call to any of the following Lisp functions:
1009 @smallexample
1010 car                 cdr                 caar .. cddddr
1011 nth                 rest                first .. tenth
1012 aref                elt                 nthcdr
1013 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
1014 get                 get*                getf
1015 gethash             subseq
1016 @end smallexample
1018 @noindent
1019 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
1020 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
1021 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
1022 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
1023 place can be used to insert or delete at any position in a list.
1024 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
1025 to standard Common Lisp.
1027 @item
1028 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
1030 @smallexample
1031 buffer-file-name                  marker-position
1032 buffer-modified-p                 match-data
1033 buffer-name                       mouse-position
1034 buffer-string                     overlay-end
1035 buffer-substring                  overlay-get
1036 current-buffer                    overlay-start
1037 current-case-table                point
1038 current-column                    point-marker
1039 current-global-map                point-max
1040 current-input-mode                point-min
1041 current-local-map                 process-buffer
1042 current-window-configuration      process-filter
1043 default-file-modes                process-sentinel
1044 default-value                     read-mouse-position
1045 documentation-property            screen-height
1046 extent-data                       screen-menubar
1047 extent-end-position               screen-width
1048 extent-start-position             selected-window
1049 face-background                   selected-screen
1050 face-background-pixmap            selected-frame
1051 face-font                         standard-case-table
1052 face-foreground                   syntax-table
1053 face-underline-p                  window-buffer
1054 file-modes                        window-dedicated-p
1055 frame-height                      window-display-table
1056 frame-parameters                  window-height
1057 frame-visible-p                   window-hscroll
1058 frame-width                       window-point
1059 get-register                      window-start
1060 getenv                            window-width
1061 global-key-binding                x-get-cut-buffer
1062 keymap-parent                     x-get-cutbuffer
1063 local-key-binding                 x-get-secondary-selection
1064 mark                              x-get-selection
1065 mark-marker
1066 @end smallexample
1068 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1069 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1070 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1071 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1072 x (point-max))} in this case).
1074 @item
1075 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1076 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
1077 current value is a string, and where the value stored is also a
1078 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1079 destination string.  For example:
1081 @example
1082 (setq a (list "hello" "world"))
1083      @result{} ("hello" "world")
1084 (cadr a)
1085      @result{} "world"
1086 (substring (cadr a) 2 4)
1087      @result{} "rl"
1088 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1089      @result{} "o"
1090 (cadr a)
1091      @result{} "wood"
1093      @result{} ("hello" "wood")
1094 @end example
1096 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1097 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1099 @item
1100 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1101 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1102 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1103 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1104 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1105 only interesting when used with places you define yourself with
1106 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1108 @item
1109 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1110 is applied to the resulting form.
1112 @item
1113 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1114 has been made.
1115 @end itemize
1117 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1118 @code{setf} will signal an error.
1120 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1121 the proper left-to-right order; for example,
1123 @example
1124 (setf (aref vec (incf i)) i)
1125 @end example
1127 @noindent
1128 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1129 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1130 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1131 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1132 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1133 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1134 order.)
1136 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1137 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1138 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1140 @example
1141 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1142 @end example
1144 @noindent
1145 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1146 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1147 to @code{wrong-order}.
1148 @end defspec
1150 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1151 @subsection Modify Macros
1153 @noindent
1154 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1155 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1156 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1158 @defspec psetf [place form]@dots{}
1159 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1160 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1161 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1162 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1163 all the assignments are done (in an undefined order).
1164 @end defspec
1166 @defspec incf place &optional x
1167 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1168 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1169 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1170 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1172 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1173 evaluation.  For example,
1175 @example
1176 (incf (aref vec (incf i)))
1177 @end example
1179 @noindent
1180 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1181 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1182 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1183 ``obvious'' expansion,
1185 @example
1186 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1187 @end example
1189 @noindent
1190 but rather to something more like
1192 @example
1193 (let ((temp (incf i)))
1194   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1195 @end example
1197 @noindent
1198 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1199 the other generalized-variable macros.
1201 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1202 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1203 @code{(forward-char @var{n})}.
1204 @end defspec
1206 @defspec decf place &optional x
1207 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1208 by @var{x} if specified.
1209 @end defspec
1211 @defspec pop place
1212 This macro removes and returns the first element of the list stored
1213 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1214 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1215 to evaluate all subforms only once.
1216 @end defspec
1218 @defspec push x place
1219 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1220 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1221 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1222 @end defspec
1224 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1225 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1226 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1227 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1228 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1229 @xref{Lists as Sets}.
1230 @end defspec
1232 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1233 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1234 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1235 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1236 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1237 @var{d})} is equivalent to
1239 @example
1240 (prog1
1241     @var{a}
1242   (psetf @var{a} @var{b}
1243          @var{b} @var{c}
1244          @var{c} @var{d}))
1245 @end example
1247 @noindent
1248 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1249 evaluated only once each and in the apparent order.
1250 @end defspec
1252 @defspec rotatef place@dots{}
1253 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1254 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1256 @example
1257 (psetf @var{a} @var{b}
1258        @var{b} @var{c}
1259        @var{c} @var{d}
1260        @var{d} @var{a})
1261 @end example
1263 @noindent
1264 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1265 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1266 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1267 @end defspec
1269 The following macros were invented for this package; they have no
1270 analogues in Common Lisp.
1272 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1273 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1274 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1275 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1276 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1277 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1278 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1279 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1280 error.
1282 For example,
1284 @example
1285 (letf (((point) (point-min))
1286        (a 17))
1287   ...)
1288 @end example
1290 @noindent
1291 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1292 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1293 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1294 is set back to its original value and point is moved back to its
1295 original position.
1297 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1298 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1299 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1300 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1301 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1302 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1303 marker as the stored value.)
1305 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1306 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1307 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1309 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1310 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1311 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1312 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1313 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1314 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1315 @var{place})} example does not actually occur.)
1317 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1318 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1319 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1320 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1321 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1322 @end defspec
1324 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1325 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1326 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1327 @end defspec
1329 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1330 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1331 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1332 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1333 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1334 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1335 Some more examples:
1337 @example
1338 (callf abs my-number)
1339 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1340 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1341 @end example
1343 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1344 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1345 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1346 @end defspec
1348 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1349 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1350 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1351 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1352 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1353 @end defspec
1355 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1356 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1357 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1358 macros are used in the processing of symbol macros;
1359 @pxref{Macro Bindings}.
1361 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1362 @subsection Customizing Setf
1364 @noindent
1365 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1366 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1367 user to extend generalized variables in various ways.
1369 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1370 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1371 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1372 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1373 described by @var{arglist}.  The call
1375 @example
1376 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1377 @end example
1379 @noindent
1380 will be expanded to
1382 @example
1383 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1384 @end example
1386 @noindent
1387 which in turn is roughly equivalent to
1389 @example
1390 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1391 @end example
1393 For example:
1395 @example
1396 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1397 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1398 @end example
1400 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1401 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1403 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1404 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1405 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1406 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1407 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1408 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1409 building blocks.
1410 @end defspec
1412 @defspec defsetf access-fn update-fn
1413 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1414 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1415 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1416 function.  From now on,
1418 @example
1419 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1420 @end example
1422 @noindent
1423 will be expanded to
1425 @example
1426 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1427 @end example
1429 @noindent
1430 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1431 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1432 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1433 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1434 @code{setf} is supposed to behave.
1436 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1437 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1438 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1439 something more like
1441 @example
1442 (let ((temp @var{value}))
1443   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1444   temp)
1445 @end example
1447 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1448 suite of setf methods, are:
1450 @example
1451 (defsetf car setcar)
1452 (defsetf symbol-value set)
1453 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1454 @end example
1455 @end defspec
1457 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1458 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1459 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1460 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1461 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1462 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1463 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1464 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1465 function).
1467 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1469 @example
1470 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1471   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1472 @end example
1474 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1475 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1476 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1477 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1478 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1480 Another example drawn from the standard package:
1482 @example
1483 (defsetf nth (n x) (store)
1484   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1485 @end example
1486 @end defspec
1488 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1489 This is the most general way to create new place forms.  When
1490 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1491 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1492 must return a list of five items:
1494 @enumerate
1495 @item
1496 A list of @dfn{temporary variables}.
1498 @item
1499 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1500 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1501 as the first step of any operation on the generalized variable.
1503 @item
1504 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1505 from a call to @code{gensym}).
1507 @item
1508 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1509 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1510 bound as described above.
1512 @item
1513 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1514 assuming the temporaries have been bound.
1515 @end enumerate
1517 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1518 except that the method returns a list of five values rather
1519 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1520 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1522 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1524 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1525 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1526 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1527 arguments in the place form, and the first return value is a
1528 list of a corresponding number of temporary variables generated
1529 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1530 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1531 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1532 setf-method itself to optimize.
1533 @end defspec
1535 @defun get-setf-method place &optional env
1536 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1537 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1538 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1539 values as described above.  You can use this function to build
1540 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1541 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1542 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1543 which also do a number of optimizations; consult the source
1544 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1546 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1547 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1548 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1549 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1550 that called @code{get-setf-method}.
1552 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1553 and @code{substring}, each of which works by calling
1554 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1555 the result in various ways.
1556 @end defun
1558 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1559 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1560 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1561 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1562 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1563 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1564 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1565 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1566 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1567 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1568 defined later.
1570 @iftex
1571 @secno=4
1572 @end iftex
1574 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1575 @section Variable Bindings
1577 @noindent
1578 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1579 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1581 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1582 are also related to variable bindings.
1584 @menu
1585 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1586 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1587 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1588 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1589 @end menu
1591 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1592 @subsection Dynamic Bindings
1594 @noindent
1595 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1596 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1597 bind variables whose names are computed at run-time.
1599 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1600 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1601 set of variables computed at run-time.  The expressions
1602 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1603 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1604 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1605 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1606 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1607 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1608 are ignored.
1609 @end defspec
1611 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1612 @subsection Lexical Bindings
1614 @noindent
1615 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1616 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1618 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1619 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1620 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1621 local variables in a language like C:  Only the code physically
1622 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1623 may refer to the bound variables.
1625 @example
1626 (setq a 5)
1627 (defun foo (b) (+ a b))
1628 (let ((a 2)) (foo a))
1629      @result{} 4
1630 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1631      @result{} 7
1632 @end example
1634 @noindent
1635 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1636 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1637 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1638 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1639 body, without any effect on the global variable of the same name.
1641 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1642 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1643 variable.  For example:
1645 @example
1646 (defun make-adder (n)
1647   (lexical-let ((n n))
1648     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1649 (setq add17 (make-adder 17))
1650 (funcall add17 4)
1651      @result{} 21
1652 @end example
1654 @noindent
1655 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1656 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1657 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1658 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1659 call to @code{make-adder} itself.
1661 @example
1662 (defun make-counter ()
1663   (lexical-let ((n 0))
1664     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1665 (setq count-1 (make-counter))
1666 (funcall count-1 3)
1667      @result{} 3
1668 (funcall count-1 14)
1669      @result{} 17
1670 (setq count-2 (make-counter))
1671 (funcall count-2 5)
1672      @result{} 5
1673 (funcall count-1 2)
1674      @result{} 19
1675 (funcall count-2)
1676      @result{} 6
1677 @end example
1679 @noindent
1680 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1681 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1682 function object that is returned.
1684 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1685 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1686 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1687 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1688 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1689 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1690 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1691 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1692 @code{lexical-let} returns.
1694 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1695 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1696 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1697 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1698 closures:
1700 @example
1701 (defun add-to-list (x list)
1702   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1703 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1704      @result{} (8 9 12)
1705 @end example
1707 @noindent
1708 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1709 it is not necessary to make a true closure out of it.
1711 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1712 to create a named closure.  If several closures are created in the
1713 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1714 instance of the lexical variable.
1716 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1717 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1718 @end defspec
1720 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1721 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1722 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1723 @end defspec
1725 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1726 @subsection Function Bindings
1728 @noindent
1729 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1730 of variables.
1732 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1733 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1734 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1735 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1736 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1737 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1738 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1739 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1741 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1742 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1743 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1744 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1746 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1747 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1748 primitives, although note that some calls to primitive functions
1749 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1750 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1751 example,
1753 @example
1754 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1755   (do-something))
1756 @end example
1758 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1759 with a function that simply saves the messages in a list rather
1760 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1761 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1762 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1763 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1764 direct C-language calls to the message routines rather than going
1765 through the Lisp @code{message} function.
1767 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1768 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1769 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1770 @xref{Program Structure}.
1771 @end defspec
1773 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1774 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1775 makes lexical bindings of the function names rather than
1776 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1777 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1778 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1779 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1780 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1781 compatible with Common Lisp.)
1783 Lexical scoping means that all references to the named
1784 functions must appear physically within the body of the
1785 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1786 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1787 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1788 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1789 functions.
1791 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1792 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1793 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1794 @end defspec
1796 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1797 @subsection Macro Bindings
1799 @noindent
1800 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1802 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1803 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1804 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1805 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1806 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1807 use within the body of the @code{macrolet}.
1809 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1810 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1811 affect only calls that appear physically within the body
1812 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1813 body.
1814 @end defspec
1816 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1817 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1818 like variable references rather than function calls.  Each
1819 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1820 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1821 replaced by @var{expansion}.
1823 @example
1824 (setq bar '(5 . 9))
1825 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1826   (incf foo))
1828      @result{} (6 . 9)
1829 @end example
1831 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1832 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1833 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1835 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1836 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1837 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1838 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1839 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1840 macro.
1842 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1843 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1844 expansion of another macro:
1846 @example
1847 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1848   (let ((var (gensym)))
1849     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1850           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1851                  body))))
1853 (setq mylist '(1 2 3 4))
1854 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1855 mylist
1856      @result{} (2 3 4 5)
1857 @end example
1859 @noindent
1860 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1861 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1862 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1863 shown here expands to
1865 @example
1866 (loop for G1234 on mylist do
1867       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1868         (incf x)))
1869 @end example
1871 @noindent
1872 which in turn expands to
1874 @example
1875 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1876 @end example
1878 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1879 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1880 works much like @code{my-dolist}.
1881 @end defspec
1883 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1884 @section Conditionals
1886 @noindent
1887 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1888 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1890 @defspec case keyform clause@dots{}
1891 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1892 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1893 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1894 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1895 of the form
1897 @example
1898 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1899 @end example
1901 @noindent
1902 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1903 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1904 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1905 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1906 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1907 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1908 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1909 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1910 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1911 enclose the symbol in a list.)
1913 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1914 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1915 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1917 @example
1918 (case (read-char)
1919   (?a (do-a-thing))
1920   (?b (do-b-thing))
1921   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1922   (t (do-other-thing)))
1923 @end example
1924 @end defspec
1926 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1927 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1928 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1929 simply returning @code{nil}.
1930 @end defspec
1932 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1933 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1934 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1935 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1936 for a description of type specifiers.  For example,
1938 @example
1939 (typecase x
1940   (integer (munch-integer x))
1941   (float (munch-float x))
1942   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1943   (t (munch-anything x)))
1944 @end example
1946 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1947 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1948 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1949 @end defspec
1951 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1952 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1953 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1954 simply returning @code{nil}.
1955 @end defspec
1957 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1958 @section Blocks and Exits
1960 @noindent
1961 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1962 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1963 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1964 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1965 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1966 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1968 @defspec block name forms@dots{}
1969 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1970 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1971 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1972 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1973 a @code{return-from} occurs.
1975 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1976 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1977 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1978 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1979 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1980 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1981 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1982 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1983 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1984 They may not appear within other called functions, although they may
1985 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1986 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1988 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1989 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1990 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1991 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
1992 forms which do create the implicit block.
1994 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1995 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
1996 just as in Common Lisp.
1998 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1999 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
2000 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
2001 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
2002 if the block does
2003 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
2004 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
2005 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
2006 support it.
2007 @end defspec
2009 @defspec return-from name [result]
2010 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
2011 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
2012 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
2013 Otherwise, @code{nil} is returned.
2014 @end defspec
2016 @defspec return [result]
2017 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
2018 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
2019 themselves in @code{nil} blocks.
2020 @end defspec
2022 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
2023 @section Iteration
2025 @noindent
2026 The macros described here provide more sophisticated, high-level
2027 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
2028 loop.
2030 @defspec loop forms@dots{}
2031 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
2032 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
2033 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
2034 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
2035 The simple form of @code{loop} is described here.
2037 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2038 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2039 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2040 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2042 @example
2043 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2044 @end example
2046 @noindent
2047 is exactly equivalent to
2049 @example
2050 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2051 @end example
2053 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2054 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2055 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2056 in the above notation would simply access and throw away the
2057 value of a variable.)
2058 @end defspec
2060 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2061 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2062 of the form
2064 @example
2065 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2066 @end example
2068 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2069 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2070 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2071 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2072 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2073 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2074 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2075 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2076 values) to produce the result returned by @code{do}.
2078 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2079 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2080 loop at any time.
2082 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2083 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2084 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2085 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2086 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2087 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2088 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2089 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2090 @code{let}.
2092 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2093 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2094 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2095 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2096 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2097 the rest of the loop.
2099 @example
2100 (do ((x foo (cdr x))
2101      (y bar (cdr y))
2102      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2103   ((or (null x) (null y))
2104    (nreverse z)))
2105 @end example
2106 @end defspec
2108 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2109 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2110 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2111 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2112 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2114 Here is another way to write the above loop:
2116 @example
2117 (do* ((xp foo (cdr xp))
2118       (yp bar (cdr yp))
2119       (x (car xp) (car xp))
2120       (y (car yp) (car yp))
2121       z)
2122   ((or (null xp) (null yp))
2123    (nreverse z))
2124   (push (f x y) z))
2125 @end example
2126 @end defspec
2128 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2129 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2130 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2131 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2132 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2133 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2134 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2135 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2136 @end defspec
2138 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2139 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2140 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2141 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2142 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2143 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2144 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2145 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2146 @end defspec
2148 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2149 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2150 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2151 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2152 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2153 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2154 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2155 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2156 @end defspec
2158 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2159 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2160 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2161 @end defspec
2163 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2164 iterating over vectors or lists.
2166 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2167 @section Loop Facility
2169 @noindent
2170 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2171 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2172 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2173 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2175 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2176 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2177 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2179 @menu
2180 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2181 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2182 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2183 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2184 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2185 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2186 @end menu
2188 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2189 @subsection Loop Basics
2191 @noindent
2192 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2193 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2194 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2195 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2197 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2198 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2199 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2201 @defspec loop clauses@dots{}
2202 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2203 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2204 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2205 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2206 specify initializations, such as the binding of temporary
2207 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2208 and final cleanup.
2210 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2211 loop:
2213 @example
2214 (loop @var{name-clause}
2215       @var{var-clauses}@dots{}
2216       @var{action-clauses}@dots{})
2217 @end example
2219 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2220 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2221 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2222 variables should be bound during the loop, and how they should
2223 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2224 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2225 as computing, collecting, and returning values.
2227 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2228 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2229 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2230 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2231 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2233 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2234 them to return a value by using an accumulation clause like
2235 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2236 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2237 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2238 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2239 break out of the loop.)
2240 @end defspec
2242 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2243 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2244 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2245 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2247 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2248 @subsection Loop Examples
2250 @noindent
2251 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2252 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2253 language.
2255 @example
2256 (loop for buf in (buffer-list)
2257       collect (buffer-file-name buf))
2258 @end example
2260 @noindent
2261 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2262 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2263 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2264 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2265 The result is a list of the file names of all the buffers in
2266 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2267 are reserved words in the @code{loop} language.
2269 @example
2270 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2271 @end example
2273 @noindent
2274 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2275 current buffer.
2277 @example
2278 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2279 @end example
2281 @noindent
2282 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2283 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2284 the loop exits immediately.
2286 @example
2287 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2288 @end example
2290 @noindent
2291 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2292 is always called at least once.
2294 @example
2295 (loop for x from 1 to 100
2296       for y = (* x x)
2297       until (>= y 729)
2298       finally return (list x (= y 729)))
2299 @end example
2301 @noindent
2302 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2303 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2304 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2305 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2306 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2307 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2308 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2309 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2310 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2311 (This particular example was written less concisely than it
2312 could have been, just for the sake of illustration.)
2314 Note that even though this loop contains three clauses (two
2315 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2316 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2317 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2318 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2320 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2321 @subsection For Clauses
2323 @noindent
2324 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2325 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2326 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2327 and usually an end condition based on those variables.
2329 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2330 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2331 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2332 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2333 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2334 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2335 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2336 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2337 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2338 is purely a matter of style.
2340 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2342 @example
2343 (setq i 'happy)
2344 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2346      @result{} happy
2347 @end example
2349 @table @code
2350 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2351 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2352 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2353 term so that the clause is marked as a counting clause.
2355 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2356 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2357 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2358 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2359 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2360 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2361 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2362 counts in steps of one.
2364 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2365 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2366 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2367 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2368 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2369 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2370 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2371 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2373 @example
2374 (loop for x to 10 collect x)
2375      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2376 (loop for x below 10 collect x)
2377      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2378 @end example
2380 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2381 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2382 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2383 itself.
2385 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2386 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2387 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2388 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2389 function taking one argument.  For example:
2391 @example
2392 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2393      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2394 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2395      @result{} (1 9 25)
2396 @end example
2398 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2399 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2401 @example
2402 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2403      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2404 @end example
2406 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2407 must be a list.  For example:
2409 @example
2410 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2411 @end example
2413 @noindent
2414 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2415 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2416 @var{x} was the last animal in the sequence.
2418 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2419 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2420 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2421 rather than just a temporary variable.  For example,
2423 @example
2424 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2425 @end example
2427 @noindent
2428 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2429 is an extension to standard Common Lisp.
2431 @item for @var{var} across @var{array}
2432 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2433 which may be a vector or a string.
2435 @example
2436 (loop for x across "aeiou"
2437       do (use-vowel (char-to-string x)))
2438 @end example
2440 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2441 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2442 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2444 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2445 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2446 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2447 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2448 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2449 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2450 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2452 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2453 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2454 term of the older macros is not supported.
2456 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2457 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2458 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2460 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2461 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2462 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2463 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2464 an unspecified order.
2466 As an example,
2468 @example
2469 (loop for sym being the symbols
2470       when (fboundp sym)
2471       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2472       collect sym)
2473 @end example
2475 @noindent
2476 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2478 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2479 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2481 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2482 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2483 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2484 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2485 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2486 or @code{while}.
2488 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2489 This clause iterates over the entries in @var{hash-table}.  For each
2490 hash table entry, @var{var} is bound to the entry's key.  If you write
2491 @samp{the hash-values} instead, @var{var} is bound to the values
2492 of the entries.  The clause may be followed by the additional
2493 term @samp{using (hash-values @var{var2})} (where @code{hash-values}
2494 is the opposite word of the word following @code{the}) to cause
2495 @var{var} and @var{var2} to be bound to the two parts of each
2496 hash table entry.
2498 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2499 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2500 The iteration does not enter nested keymaps or inherited (parent) keymaps.
2501 You can use @samp{the key-bindings} to access the commands bound to
2502 the keys rather than the key codes, and you can add a @code{using}
2503 clause to access both the codes and the bindings together.
2505 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2506 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2507 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2508 vectors.  The strings or vectors
2509 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2510 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2511 clause to get the command bindings as well.
2513 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2514 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2515 (the clause @code{extents} is synonymous
2516 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2517 buffer is used.
2518 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2519 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2520 overlap the specified region.
2522 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2523 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2524 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2525 of start and end positions, where one start position is always equal
2526 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2527 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2528 term restricts the search to just the specified property.  The
2529 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2531 @item for @var{var} being the frames
2532 This clause iterates over all frames, i.e., X window system windows
2533 open on Emacs files.  The
2534 clause @code{screens} is a synonym for @code{frames}.  The frames
2535 are visited in @code{next-frame} order starting from
2536 @code{selected-frame}.
2538 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2539 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2540 the current frame, or of the specified @var{frame}.
2542 @item for @var{var} being the buffers
2543 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2544 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2546 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2547 This clause does a general iteration.  The first time through
2548 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2549 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2550 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2551 these two loops are effectively the same:
2553 @example
2554 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2555 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2556 @end example
2558 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2559 of terminating condition; the above example combines it with a
2560 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2562 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2563 the initial setting and for successive settings:
2565 @example
2566 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2567 @end example
2569 @noindent
2570 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2571 function until it gets a positive one, which it then returns.
2572 @end table
2574 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2575 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2576 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2577 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2578 and @code{psetq}).
2580 @example
2581 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2582      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2583 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2584      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2585 @end example
2587 @noindent
2588 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2589 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2590 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2591 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2592 through the loop.
2594 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2595 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2596 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2597 of variables instead of a single variable.  The values produced
2598 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2599 stored in the corresponding variables.
2601 @example
2602 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2603      @result{} (5 9 13)
2604 @end example
2606 In loop destructuring, if there are more values than variables
2607 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2608 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2609 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2610 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2611 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed.
2613 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2614 @subsection Iteration Clauses
2616 @noindent
2617 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2618 that control the way the loop operates.  They might be used by
2619 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2621 @table @code
2622 @item repeat @var{integer}
2623 This clause simply counts up to the specified number using an
2624 internal temporary variable.  The loops
2626 @example
2627 (loop repeat n do ...)
2628 (loop for temp to n do ...)
2629 @end example
2631 @noindent
2632 are identical except that the second one forces you to choose
2633 a name for a variable you aren't actually going to use.
2635 @item while @var{condition}
2636 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2637 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2638 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2639 that surrounds the second one:
2641 @example
2642 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2643 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2644 @end example
2646 @item until @var{condition}
2647 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2648 i.e., non-@code{nil}.
2650 @item always @var{condition}
2651 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2652 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2653 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2654 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2656 @example
2657 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2658     (some-big-sizes)
2659   (no-big-sizes))
2660 @end example
2662 @item never @var{condition}
2663 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2664 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2666 @item thereis @var{condition}
2667 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2668 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2669 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2670 @end table
2672 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2673 @subsection Accumulation Clauses
2675 @noindent
2676 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2677 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2678 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2680 @table @code
2681 @item collect @var{form}
2682 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2683 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2685 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2686 likewise for the other accumulation clauses.
2688 @item append @var{form}
2689 This clause collects lists of values into a result list using
2690 @code{append}.
2692 @item nconc @var{form}
2693 This clause collects lists of values into a result list by
2694 destructively modifying the lists rather than copying them.
2696 @item concat @var{form}
2697 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2698 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2699 standard Common Lisp.)
2701 @item vconcat @var{form}
2702 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2703 into a vector.
2705 @item count @var{form}
2706 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2707 evaluates to a non-@code{nil} value.
2709 @item sum @var{form}
2710 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2711 @var{form}, which must evaluate to a number.
2713 @item maximize @var{form}
2714 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2715 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2716 @code{maximize} is executed zero times.
2718 @item minimize @var{form}
2719 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2720 @end table
2722 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2723 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2724 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2725 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2726 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2727 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2728 the accumulated result.
2730 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2731 accumulate into the same place.  From Steele:
2733 @example
2734 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2735       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2736       collect name
2737       append kids)
2738      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2739 @end example
2741 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2742 @subsection Other Clauses
2744 @noindent
2745 This section describes the remaining loop clauses.
2747 @table @code
2748 @item with @var{var} = @var{value}
2749 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2750 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2751 loops are basically equivalent:
2753 @example
2754 (loop with x = 17 do ...)
2755 (let ((x 17)) (loop do ...))
2756 (loop for x = 17 then x do ...)
2757 @end example
2759 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2760 in the rest of the loop.  For example:
2762 @example
2763 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2764       finally return res)
2765 @end example
2767 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2768 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2769 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2770 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2771 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2772 front of @code{res} rather than the end.
2774 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2775 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2776 unnecessary.)
2778 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2779 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2780 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2781 @code{let} instead.
2783 @item if @var{condition} @var{clause}
2784 This clause executes the following loop clause only if the specified
2785 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2786 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2787 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2788 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2789 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2790 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2791 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2793 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2794 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2796 @example
2797 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2798      @result{} (6 13 -1)
2799 (loop for x below 10
2800       if (oddp x)
2801         collect x into odds
2802         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2803       else
2804         collect x into evens
2805       finally return (vector odds evens))
2806      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2807 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2808      @result{} (6 7 13 -1)
2809 (loop <@r{same thing again}>)
2810      @result{} (13 -1)
2811 @end example
2813 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2814 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2815 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2816 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2817 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2818 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2819 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2820 returns early; the actual returned value is based on the result
2821 of the @code{memq} call.
2823 @item when @var{condition} @var{clause}
2824 This clause is just a synonym for @code{if}.
2826 @item unless @var{condition} @var{clause}
2827 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2828 sense of the condition is reversed.
2830 @item named @var{name}
2831 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2832 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2833 used as the block name.
2835 @item initially [do] @var{forms}...
2836 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2837 executed before the loop itself begins (but after any variables
2838 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2839 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2840 if there are several, they are executed in the order they appear
2841 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2843 @item finally [do] @var{forms}...
2844 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2845 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2846 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2847 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2848 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2850 @item finally return @var{form}
2851 This says that @var{form} should be executed after the loop
2852 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2853 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2854 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2855 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2856 is executed.
2858 @item do @var{forms}...
2859 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2860 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2861 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2862 @code{do}.
2864 @item return @var{form}
2865 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2866 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2867 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2868 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2869 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2870 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2872 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2873 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2874 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2875 efficiently, though.
2876 @end table
2878 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2879 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2880 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2881 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2882 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2883 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2884 file @file{cl-macs.el} for details.
2886 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2887 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2888 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2889 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2890 buffers are Emacs-specific extensions.
2892 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2893 @section Multiple Values
2895 @noindent
2896 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2897 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2898 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2899 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2900 than one value either return just the first value (as in
2901 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2902 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2903 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2904 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2905 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2906 in Emacs.
2908 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2909 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2910 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2911 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2912 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2913 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2914 values, the excess values are ignored.
2915 @end defspec
2917 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2918 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2919 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2920 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2921 in @code{multiple-value-bind}.
2922 @end defspec
2924 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2925 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2926 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2927 but under certain circumstances would leave spurious return
2928 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2929 form would see them.
2931 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2932 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2934 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2935 @chapter Macros
2937 @noindent
2938 This package implements the various Common Lisp features of
2939 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2940 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2941 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2942 @xref{Argument Lists}.
2944 Destructuring is made available to the user by way of the
2945 following macro:
2947 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2948 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2949 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2950 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2951 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2952 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2953 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2954 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2955 or with incorrect keyword arguments.
2956 @end defspec
2958 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2959 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2960 optimizations for your functions.
2962 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2963 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2964 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2965 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2966 @code{macroexpand} function.
2968 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2969 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2970 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2971 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2972 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2973 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2974 function, leaving complicated cases alone.
2976 For example, here is a simplified version of a definition that
2977 appears as a standard part of this package:
2979 @example
2980 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2981   (if (and (null keys)
2982            (eq (car-safe a) 'quote)
2983            (not (floatp-safe (cadr a))))
2984       (list 'memq a list)
2985     form))
2986 @end example
2988 @noindent
2989 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
2990 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2991 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2992 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2993 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
2994 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
2995 common @code{:test} predicates.)
2996 @end defspec
2998 @defun compiler-macroexpand form
2999 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
3000 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
3001 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
3002 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
3003 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
3004 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
3005 for which no further expansion is possible.
3006 @end defun
3008 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
3009 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
3010 definitions.
3012 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
3013 @chapter Declarations
3015 @noindent
3016 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
3017 mechanism that allows you to give the compiler special hints
3018 about the types of data that will be stored in particular variables,
3019 and about the ways those variables and functions will be used.  This
3020 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
3021 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
3022 and @code{the}.
3024 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
3025 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
3026 to benefit from type information, and @code{special} declarations
3027 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
3028 declarations are meaningful when the optimizing byte
3029 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
3030 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3032 @defun proclaim decl-spec
3033 This function records a ``global'' declaration specified by
3034 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3035 is evaluated and thus should normally be quoted.
3036 @end defun
3038 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3039 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3040 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3041 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3042 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3043 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3044 since normally the declarations are meant to influence the way the
3045 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3046 form.)
3047 @end defspec
3049 @defspec declare decl-specs@dots{}
3050 This macro is used to make declarations within functions and other
3051 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3052 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3053 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3054 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3055 is @code{special}.
3056 @end defspec
3058 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3059 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3060 @end defspec
3062 @defspec the type form
3063 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3064 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3065 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3066 make use of this information.
3068 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3069 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3070 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3071 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3072 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3073 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3074 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3075 @end defspec
3077 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3078 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3079 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3080 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3081 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3082 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3083 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3085 @table @code
3086 @item special
3087 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3088 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3089 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3090 variables are intentionally being referred to without being
3091 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3092 warnings for such references, since they could be typographical
3093 errors for references to local variables.
3095 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3096 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3097 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3098 do not warn for non-local references).
3100 In top-level contexts, it is generally better to write
3101 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3102 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3103 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3104 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3105 to work correctly with all compilers.
3107 @item inline
3108 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3109 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3110 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3111 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3112 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3113 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3114 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3115 function call.
3117 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3118 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3119 and declare it inline all at once.
3121 @example
3122 (declaim (inline foo bar))
3123 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3124 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3125 @end example
3127 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
3128 containing source file is done.  It is correct to use it to
3129 request that a function you have defined should be inlined,
3130 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3131 function.
3133 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3134 before a particular call to a function to cause just that call to
3135 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3136 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3137 this package.
3139 @item notinline
3140 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3141 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3142 declaration.
3144 @item optimize
3145 This declaration controls how much optimization is performed by
3146 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3147 compilers.
3149 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3150 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3151 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3152 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3153 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3154 The default level for both qualities is 1.
3156 In this package, with the optimizing compiler, the
3157 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3158 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3159 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3160 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3161 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3162 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3163 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3164 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3165 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3166 at run-time.)
3168 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3169 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3170 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3171 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3172 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3174 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3175 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3176 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3177 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3178 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3179 will set the new optimization level, but that level will not
3180 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3182 @item warn
3183 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3184 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3185 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3186 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3187 qualities.  The currently supported warning types are
3188 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3189 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3190 disable these warnings and any higher value will enable them.
3191 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3192 @end table
3194 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3195 @chapter Symbols
3197 @noindent
3198 This package defines several symbol-related features that were
3199 missing from Emacs Lisp.
3201 @menu
3202 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3203 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3204 @end menu
3206 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3207 @section Property Lists
3209 @noindent
3210 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3211 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3212 There are also functions for working with property lists as
3213 first-class data structures not attached to particular symbols.
3215 @defun get* symbol property &optional default
3216 This function is like @code{get}, except that if the property is
3217 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3218 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3219 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3220 Lisp's @code{get}.)
3222 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3223 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3224 @end defun
3226 @defun remprop symbol property
3227 This function removes the entry for @var{property} from the property
3228 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3229 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3230 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3231 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3232 to distinguish between a missing property and a property whose value
3233 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3234 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3235 @end defun
3237 @defun getf place property &optional default
3238 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3239 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3240 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3241 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3242 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3243 is given).
3245 In particular,
3247 @example
3248 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3249 @end example
3251 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3252 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3253 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3254 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3255 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3256 pair onto the list if the property is not yet present.
3258 @example
3259 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3260 @end example
3262 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3263 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3265 @example
3266 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3267 @end example
3269 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3270 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3272 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3273 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3274 expression.
3275 @end defun
3277 @defspec remf place property
3278 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3279 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3280 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3281 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3282 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3283 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3284 out the property and value cells.
3285 @end defspec
3287 @iftex
3288 @secno=2
3289 @end iftex
3291 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3292 @section Creating Symbols
3294 @noindent
3295 These functions create unique symbols, typically for use as
3296 temporary variables.
3298 @defun gensym &optional x
3299 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3300 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3301 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3302 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3303 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3304 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3305 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3306 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3307 code.
3308 @end defun
3310 @defvar *gensym-counter*
3311 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3312 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3313 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3314 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3315 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3316 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3317 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3318 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3319 symbols remain uninterned after loading.)
3320 @end defvar
3322 @defun gentemp &optional x
3323 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3324 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3325 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3326 again until a new symbol is generated.
3327 @end defun
3329 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3330 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3331 automatically creates all keywords that are called for by
3332 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3333 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3334 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3336 @iftex
3337 @chapno=11
3338 @end iftex
3340 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3341 @chapter Numbers
3343 @noindent
3344 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3345 which were left out of Emacs Lisp.
3347 @menu
3348 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3349 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3350 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3351 * Implementation Parameters::   `most-positive-float'
3352 @end menu
3354 @iftex
3355 @secno=1
3356 @end iftex
3358 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3359 @section Predicates on Numbers
3361 @noindent
3362 These functions return @code{t} if the specified condition is
3363 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3365 @defun plusp number
3366 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3367 error if the argument is not a number.
3368 @end defun
3370 @defun minusp number
3371 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3372 error if the argument is not a number.
3373 @end defun
3375 @defun oddp integer
3376 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3377 error if the argument is not an integer.
3378 @end defun
3380 @defun evenp integer
3381 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3382 error if the argument is not an integer.
3383 @end defun
3385 @defun floatp-safe object
3386 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3387 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3388 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3389 @end defun
3391 @iftex
3392 @secno=3
3393 @end iftex
3395 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3396 @section Numerical Functions
3398 @noindent
3399 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3401 @defun gcd &rest integers
3402 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3403 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3404 For zero arguments, it returns zero.
3405 @end defun
3407 @defun lcm &rest integers
3408 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3409 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3410 For zero arguments, it returns one.
3411 @end defun
3413 @defun isqrt integer
3414 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3415 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3416 square root of the argument.
3417 @end defun
3419 @defun floor* number &optional divisor
3420 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3421 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3422 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3424 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3425 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3426 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3427 first return value to yield the argument again.  If the argument
3428 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3429 If the argument is a floating-point number, the first
3430 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3431 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3433 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3434 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3435 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3436 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3437 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3438 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3439 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3440 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3442 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3443 function, except that it returns the two results in a list since
3444 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3445 @end defun
3447 @defun ceiling* number &optional divisor
3448 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3449 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3450 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3451 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3452 @end defun
3454 @defun truncate* number &optional divisor
3455 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3456 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3457 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3458 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3459 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3460 the same sign as @var{number}.
3461 @end defun
3463 @defun round* number &optional divisor
3464 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3465 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3466 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3467 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3468 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3469 @end defun
3471 @defun mod* number divisor
3472 This function returns the same value as the second return value
3473 of @code{floor}.
3474 @end defun
3476 @defun rem* number divisor
3477 This function returns the same value as the second return value
3478 of @code{truncate}.
3479 @end defun
3481 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3482 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3483 to certain function names to avoid conflicts with existing
3484 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3485 multiple values is different.
3487 @iftex
3488 @secno=8
3489 @end iftex
3491 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3492 @section Random Numbers
3494 @noindent
3495 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3496 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3497 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3498 random numbers than the simple generators supplied by many
3499 operating systems.
3501 @defun random* number &optional state
3502 This function returns a random nonnegative number less than
3503 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3504 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3505 which holds the state of the random number generator.  The
3506 function modifies this state object as a side effect.  If
3507 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3508 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3509 @code{random-state} object.
3510 @end defun
3512 @defvar *random-state*
3513 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3514 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3515 alternative state object.  Since any number of programs in the
3516 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3517 fashion, the sequence generated from this variable will be
3518 irreproducible for all intents and purposes.
3519 @end defvar
3521 @defun make-random-state &optional state
3522 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3523 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3524 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3525 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3526 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3527 random-state object) will return identical sequences of random
3528 numbers.
3530 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3531 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3532 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3533 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3534 be an integer in which case the new object is seeded from that
3535 integer; each different integer seed will result in a completely
3536 different sequence of random numbers.
3538 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3539 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3540 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3541 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3542 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3543 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3544 from the file.
3545 @end defun
3547 @defun random-state-p object
3548 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3549 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3550 @end defun
3552 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3553 @section Implementation Parameters
3555 @noindent
3556 This package defines several useful constants having to with numbers.
3558 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3559 This package determines their values by exercising the computer's
3560 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3561 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3562 function that must be called before the parameters can be used.
3564 @defun cl-float-limits
3565 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3566 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3567 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3568 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3569 parameters have already been initialized, the function returns
3570 immediately.
3572 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3573 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3574 unusual, e.g., decimal.
3575 @end defun
3577 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3578 precisions, it has families of constants like
3579 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3580 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3581 floating-point precision, so this package omits the precision word
3582 from the constants' names.
3584 @defvar most-positive-float
3585 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3586 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3587 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3588 is approximately @code{1.79e+308}.
3589 @end defvar
3591 @defvar most-negative-float
3592 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3593 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3594 @end defvar
3596 @defvar least-positive-float
3597 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3598 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3599 supported or @code{2.22e-308} if not.
3600 @end defvar
3602 @defvar least-positive-normalized-float
3603 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3604 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3605 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3606 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3607 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3608 will always equal @code{least-positive-float}.
3609 @end defvar
3611 @defvar least-negative-float
3612 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3613 @end defvar
3615 @defvar least-negative-normalized-float
3616 This constant is the negative counterpart of
3617 @code{least-positive-normalized-float}.
3618 @end defvar
3620 @defvar float-epsilon
3621 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3622 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3623 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3624 is about @code{2.22e-16}.
3625 @end defvar
3627 @defvar float-negative-epsilon
3628 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3629 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3630 @code{1.11e-16}.
3631 @end defvar
3633 @iftex
3634 @chapno=13
3635 @end iftex
3637 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3638 @chapter Sequences
3640 @noindent
3641 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3642 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3643 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3644 @code{length}; this package defines most of the rest.
3646 @menu
3647 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3648 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3649 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3650 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3651 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3652 @end menu
3654 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3655 @section Sequence Basics
3657 @noindent
3658 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3659 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3660 may appear in any order.
3662 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3663 function of one argument.  This key function is used as a filter
3664 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3665 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3666 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3667 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3668 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3669 the identity function.
3671 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3672 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3673 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3674 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3675 function in the same order as the original sequence function
3676 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3677 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3678 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3679 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3680 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3681 indicate a match.  The default test function is @code{:test 'eql}.
3683 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3684 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3685 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3686 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3687 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3689 @example
3690 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3691 @end example
3693 @noindent
3694 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3696 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3697 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3698 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3699 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3700 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3701 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3702 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3703 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3704 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3705 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3706 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3708 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3709 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3710 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3711 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3712 to be removed or otherwise processed.
3714 The sequence functions make no guarantees about the order in
3715 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3716 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3717 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3718 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3719 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3720 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3721 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3722 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3724 Strings may contain ``text properties'' as well
3725 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3726 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3727 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3728 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3729 result.
3731 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3732 @section Mapping over Sequences
3734 @noindent
3735 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3736 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3737 built-in function @code{mapcar}.
3739 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3740 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3741 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3742 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3743 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3744 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3745 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3746 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3747 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3748 is always a list.
3750 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3751 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3752 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3753 superset of both.
3754 @end defun
3756 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3757 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3758 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3759 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3760 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3761 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3762 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3763 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3764 @end defun
3766 @defun maplist function list &rest more-lists
3767 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3768 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3769 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3770 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3771 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3772 @code{car}s of the advancing pointers.
3773 @end defun
3775 @defun mapc function seq &rest more-seqs
3776 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3777 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3778 collected into a list.  The return value of @code{mapc} is @var{seq},
3779 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3780 primitive @code{mapc}.
3781 @end defun
3783 @defun mapl function list &rest more-lists
3784 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3785 the values returned by @var{function}.
3786 @end defun
3788 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3789 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3790 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3791 rather than simply collecting them into a list.
3792 @end defun
3794 @defun mapcon function list &rest more-lists
3795 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3796 the return values using @code{nconc}.
3797 @end defun
3799 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3800 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3801 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3802 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3803 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3804 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3805 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3806 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3807 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3808 @end defun
3810 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3811 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3812 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3813 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3814 for all elements.
3815 @end defun
3817 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3818 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3819 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3820 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3821 was @code{nil} for all elements.
3822 @end defun
3824 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3825 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3826 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3827 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3828 true for all elements.
3829 @end defun
3831 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3832 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3833 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3834 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3835 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3836 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3837 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3838 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3839 an explicit call to @code{reduce}.
3841 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3842 of left-associative:
3844 @example
3845 (reduce '- '(1 2 3 4))
3846      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3847 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3848      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3849 @end example
3851 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3852 is called on each of the sequence elements in turn.
3854 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3855 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3856 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3858 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3859 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3860 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3861 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3862 @end defun
3864 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3865 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3866 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3867 function calls.
3869 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3870 @section Sequence Functions
3872 @noindent
3873 This section describes a number of Common Lisp functions for
3874 operating on sequences.
3876 @defun subseq sequence start &optional end
3877 This function returns a given subsequence of the argument
3878 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3879 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3880 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3881 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3882 return value is always a copy; it does not share structure
3883 with @var{sequence}.
3885 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3886 may be negative, in which case they represent a distance back
3887 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3888 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3889 the @emph{only} sequence function that allows negative
3890 @var{start} and @var{end}.
3892 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3893 specified range of elements with elements from another sequence.
3894 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3895 @end defun
3897 @defun concatenate result-type &rest seqs
3898 This function concatenates the argument sequences together to
3899 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3900 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3901 arguments are always copied, even in cases such as
3902 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3903 identical to an argument.
3904 @end defun
3906 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3907 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3908 part of the sequence) with the value @var{item}.
3909 @end defun
3911 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3912 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3913 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3914 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3915 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3917 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3918 will work correctly even if the regions indicated by the start
3919 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3920 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3921 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3922 is undefined.
3923 @end defun
3925 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3926 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3927 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3928 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3929 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3930 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3931 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3932 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3933 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3934 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3935 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3936 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3937 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3938 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3939 if @var{count} was also specified).
3940 @end defun
3942 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3943 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3944 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3945 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3946 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3947 list if necessary to preserve the original list, whereas
3948 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3949 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3950 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3951 @end defun
3953 @findex remove-if
3954 @findex remove-if-not
3955 @findex delete-if
3956 @findex delete-if-not
3957 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3958 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3960 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3961 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3962 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3963 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3964 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3965 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3966 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3967 examined or removed.
3968 @end defun
3970 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3971 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3972 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3973 @end defun
3975 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3976 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3977 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3978 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3979 used to limit the number of substitutions made.
3980 @end defun
3982 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3983 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
3984 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3985 by returning a changed copy of the sequence.
3986 @end defun
3988 @findex substitute-if
3989 @findex substitute-if-not
3990 @findex nsubstitute-if
3991 @findex nsubstitute-if-not
3992 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
3993 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
3994 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
3996 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
3997 @section Searching Sequences
3999 @noindent
4000 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
4001 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
4003 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4004 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
4005 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
4006 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
4007 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
4008 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
4009 limit the range of elements that are searched.
4010 @end defun
4012 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4013 This function is like @code{find}, except that it returns the
4014 integer position in the sequence of the matching item rather than
4015 the item itself.  The position is relative to the start of the
4016 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
4017 returns @code{nil} if no matching element was found.
4018 @end defun
4020 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
4021 This function returns the number of elements of @var{seq} which
4022 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
4023 @end defun
4025 @findex find-if
4026 @findex find-if-not
4027 @findex position-if
4028 @findex position-if-not
4029 @findex count-if
4030 @findex count-if-not
4031 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4032 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4033 functions are defined similarly.
4035 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4036 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4037 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4038 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4039 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4040 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4041 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4042 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4043 the two otherwise-matching sequences runs out.
4045 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4046 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4047 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4048 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4050 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4051 which compares two strings case-insensitively.
4052 @end defun
4054 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4055 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4056 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4057 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4058 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4059 The return value is the index of the leftmost element of the
4060 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4061 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4062 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4063 @end defun
4065 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4066 @section Sorting Sequences
4068 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4069 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4070 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4071 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4072 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4073 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4074 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4075 numbers into decreasing rather than increasing order.
4077 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4078 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4079 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4080 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4082 @example
4083 (setq data (sort data 'string-lessp :key 'downcase))
4084 @end example
4086 @noindent
4087 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4088 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4089 would be useful for sorting association lists.
4091 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4092 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4093 @end defun
4095 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4096 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4097 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4098 be rearranged out of their original order by the sort.
4100 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4101 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4102 stable by default.  However, this package reserves the right to
4103 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4104 @end defun
4106 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4107 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4108 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4109 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4110 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4111 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4112 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4113 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4114 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4115 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4116 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4117 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4118 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4119 @var{predicate}.
4120 @end defun
4122 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4123 @chapter Lists
4125 @noindent
4126 The functions described here operate on lists.
4128 @menu
4129 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4130 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4131 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4132 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4133 @end menu
4135 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4136 @section List Functions
4138 @noindent
4139 This section describes a number of simple operations on lists,
4140 i.e., chains of cons cells.
4142 @defun caddr x
4143 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4144 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4145 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4146 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4147 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4148 @end defun
4150 @defun first x
4151 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4152 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4153 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4154 @end defun
4156 @defun rest x
4157 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4158 @end defun
4160 @defun endp x
4161 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4162 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4163 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4164 for @code{null}.
4165 @end defun
4167 @defun list-length x
4168 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4169 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4170 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4171 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4172 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4173 @end defun
4175 @defun list* arg &rest others
4176 This function constructs a list of its arguments.  The final
4177 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4178 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4179 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4180 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4181 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4183 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4184 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4185 or @code{defun*}.)
4186 @end defun
4188 @defun ldiff list sublist
4189 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4190 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4191 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4192 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4193 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4194 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4195 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4196 is returned.
4197 @end defun
4199 @defun copy-list list
4200 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4201 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4202 @end defun
4204 @defun copy-tree x &optional vecp
4205 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4206 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4207 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4208 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4209 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4210 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4211 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4212 cons cells.
4213 @end defun
4215 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4216 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4217 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4218 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4219 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4220 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4221 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4222 @end defun
4224 @iftex
4225 @secno=3
4226 @end iftex
4228 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4229 @section Substitution of Expressions
4231 @noindent
4232 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4233 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4234 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4236 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4237 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4238 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4239 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4240 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4241 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4242 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4243 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4244 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4245 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4246 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4247 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4248 but not to @var{old}.
4249 @end defun
4251 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4252 This function is like @code{subst}, except that it works by
4253 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4254 rather than copying.
4255 @end defun
4257 @findex subst-if
4258 @findex subst-if-not
4259 @findex nsubst-if
4260 @findex nsubst-if-not
4261 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4262 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4264 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4265 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4266 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4267 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4268 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4269 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4270 @code{cdr}.
4271 @end defun
4273 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4274 This is a destructive version of @code{sublis}.
4275 @end defun
4277 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4278 @section Lists as Sets
4280 @noindent
4281 These functions perform operations on lists which represent sets
4282 of elements.
4284 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4285 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4286 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4287 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4288 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4289 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4290 @xref{Sequences}.
4292 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4293 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4294 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4295 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4296 @end defun
4298 @findex member-if
4299 @findex member-if-not
4300 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4301 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4303 @defun tailp sublist list
4304 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4305 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4306 any of its @code{cdr}s.
4307 @end defun
4309 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4310 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4311 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4312 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4313 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4314 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4315 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4316 become part of the list.
4317 @end defun
4319 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4320 This function combines two lists which represent sets of items,
4321 returning a list that represents the union of those two sets.
4322 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4323 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4324 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4325 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4326 undefined whether or not that duplication will survive in the
4327 result list.  The order of elements in the result list is also
4328 undefined.
4329 @end defun
4331 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4332 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4333 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4334 @end defun
4336 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4337 This function computes the intersection of the sets represented
4338 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4339 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4340 @end defun
4342 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4343 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4344 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4345 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4346 @end defun
4348 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4349 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4350 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4351 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4352 @end defun
4354 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4355 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4356 to reuse @var{list1} if possible.
4357 @end defun
4359 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4360 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4361 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4362 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4363 @end defun
4365 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4366 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4367 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4368 @end defun
4370 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4371 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4372 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4373 also appears in @var{list2}.
4374 @end defun
4376 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4377 @section Association Lists
4379 @noindent
4380 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4381 one set of values to another; any list whose elements are cons
4382 cells is an association list.
4384 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4385 This function searches the association list @var{a-list} for an
4386 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4387 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4388 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4389 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4390 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4391 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4392 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4393 elements of @var{a-list} to be an error.)
4394 @end defun
4396 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4397 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4398 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4399 the inverse of the mapping to @var{item}.
4400 @end defun
4402 @findex assoc-if
4403 @findex assoc-if-not
4404 @findex rassoc-if
4405 @findex rassoc-if-not
4406 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4407 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4409 Two simple functions for constructing association lists are:
4411 @defun acons key value alist
4412 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4413 @end defun
4415 @defun pairlis keys values &optional alist
4416 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4417 @var{alist})}.
4418 @end defun
4420 @iftex
4421 @chapno=18
4422 @end iftex
4424 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4425 @chapter Structures
4427 @noindent
4428 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4429 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4430 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4431 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4432 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4433 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4434 type.
4436 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4437 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4438 system provides no way to create new distinct types, this package
4439 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4440 special ``tag'' symbol to identify them.
4442 @defspec defstruct name slots@dots{}
4443 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4444 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4445 may begin with a string which documents the structure type.)
4446 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4447 are symbols.  For example,
4449 @example
4450 (defstruct person name age sex)
4451 @end example
4453 @noindent
4454 defines a struct type called @code{person} which contains three
4455 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4456 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4457 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4458 using @code{setf} on any of these place forms:
4460 @example
4461 (incf (person-age birthday-boy))
4462 @end example
4464 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4465 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4466 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4467 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4468 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4469 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4471 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4472 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4474 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4475 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4476 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4477 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4478 length which starts with the correct tag symbol.)
4480 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4481 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4482 argument is the wrong type.  This check is affected by
4483 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4484 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4485 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4486 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4487 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4488 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4489 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4490 @xref{Declarations}.
4492 @example
4493 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4494      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4495 (setq other (copy-person dave))
4496      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4497 (eq dave other)
4498      @result{} nil
4499 (eq (person-name dave) (person-name other))
4500      @result{} t
4501 (person-p dave)
4502      @result{} t
4503 (person-p [1 2 3 4])
4504      @result{} nil
4505 (person-p "Bogus")
4506      @result{} nil
4507 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4508      @result{} t
4509 @end example
4511 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4512 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4513 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4514 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4515 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4516 structure type is created without specifying that slot's value.
4518 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4519 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4520 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4521 the slot's value is determined when the object is created and does
4522 not change afterward.
4524 @example
4525 (defstruct person
4526   (name nil :read-only t)
4527   age
4528   (sex 'unknown))
4529 @end example
4531 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4533 For obscure historical reasons, structure options take a different
4534 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4535 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4536 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4537 enclosed in lists.)
4539 @example
4540 (defstruct (person (:constructor create-person)
4541                    (:type list)
4542                    :named)
4543   name age sex)
4544 @end example
4546 The following structure options are recognized.
4548 @table @code
4549 @iftex
4550 @itemmax=0 in
4551 @advance@leftskip-.5@tableindent
4552 @end iftex
4553 @item :conc-name
4554 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4555 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4556 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4557 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4558 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4559 to name the accessor functions.
4561 @item :constructor
4562 In the simple case, this option takes one argument which is an
4563 alternate name to use for the constructor function.  The default
4564 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4565 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4566 as an argument means that no standard constructor should be
4567 generated at all.
4569 In the full form of this option, the constructor name is followed
4570 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4571 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4572 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4573 The argument names should match the slot names; each slot is
4574 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4575 do not appear in the argument list are initialized based on the
4576 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4577 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4578 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4579 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4580 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4581 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4583 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4584 options on a structure.  The default constructor is still generated
4585 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4586 option.
4588 @example
4589 (defstruct
4590  (person
4591   (:constructor nil)   ; no default constructor
4592   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4593   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4594                                 (dog-years 0)
4595                            &aux (age (* 7 dog-years))
4596                                 (sex 'canine))))
4597  name age sex)
4598 @end example
4600 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4601 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4602 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4603 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4604 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4605 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4607 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4608 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4609 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4610 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4611 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4612 overriding it.
4614 @item :copier
4615 The argument is an alternate name for the copier function for
4616 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4617 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4618 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4620 @item :predicate
4621 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4622 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4623 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4624 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4625 ever generated.)
4627 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4628 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4629 package, @code{typep} simply looks for a function called
4630 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4631 only if they used the default predicate name.
4633 @item :include
4634 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4635 The argument is the name of another structure type previously
4636 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4637 structure type to inherit all of the included structure's slots
4638 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4639 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4640 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4641 for the included type will also accept objects of the new type.
4643 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4644 the included-structure name, these options are treated as replacement
4645 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4646 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4648 @example
4649 (defstruct person name (age 0) sex)
4650      @result{} person
4651 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4652   helmet-size
4653   (favorite-beverage 'tang))
4654      @result{} astronaut
4656 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4657      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4658 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4659      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4661 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4662      @result{} (t t)
4663 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4664      @result{} (nil t)
4666 (person-name buzz)
4667      @result{} "Buzz"
4668 (astronaut-name joe)
4669      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4670 @end example
4672 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4673 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4674 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4675 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4676 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4677 work on astronauts just like other people.
4679 @item :print-function
4680 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4681 which is called to print an instance of the structure type.  The
4682 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4683 allow for such a feature, so this package simply ignores
4684 @code{:print-function}.
4686 @item :type
4687 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4688 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4689 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4690 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4691 lists instead.
4693 The vector representation for structure objects has the advantage
4694 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4695 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4696 but take a relatively long time accessing the later slots.
4698 @item :named
4699 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4700 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4701 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4702 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4703 features.
4705 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4706 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4707 conjunction with @code{:type}.
4709 @example
4710 (defstruct (person1) name age sex)
4711 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4712 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4714 (setq p1 (make-person1))
4715      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4716 (setq p2 (make-person2))
4717      @result{} (person2 nil nil nil)
4718 (setq p3 (make-person3))
4719      @result{} (nil nil nil)
4721 (person1-p p1)
4722      @result{} t
4723 (person2-p p2)
4724      @result{} t
4725 (person3-p p3)
4726      @result{} error: function person3-p undefined
4727 @end example
4729 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4730 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4731 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4732 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4733 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4734 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4735 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4736 proceeding.
4738 @item :initial-offset
4739 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4740 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4741 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4742 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4743 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4744 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4745 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4746 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4747 of the included type and the first new slot.
4748 @end table
4749 @end defspec
4751 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4752 entirely compatible with that of Common Lisp.
4754 @iftex
4755 @chapno=23
4756 @end iftex
4758 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4759 @chapter Assertions and Errors
4761 @noindent
4762 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4763 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4764 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4765 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4767 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4768 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4769 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4770 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4772 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4773 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4774 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4775 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4777 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4778 You can specify a different error message by including a @var{string}
4779 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4780 passed to @code{error} to signal the error.
4782 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4783 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4784 will also include all non-constant arguments of the top-level
4785 @var{form}.  For example:
4787 @example
4788 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4789 @end example
4791 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4792 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4793 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4794 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4795 makes no sense to specify @var{places}.
4796 @end defspec
4798 @defspec check-type form type [string]
4799 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4800 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4801 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4802 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4803 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4804 error message in place of @var{type}.  For example:
4806 @example
4807 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4808 @end example
4810 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4811 that may be used for @var{type}.
4813 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4814 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4815 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4816 user to modify @var{place}.
4817 @end defspec
4819 The following error-related macro is also defined:
4821 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4822 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4823 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4824 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4825 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4826 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4827 returns the result of the last @var{form}.
4828 @end defspec
4830 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4831 @appendix Efficiency Concerns
4833 @appendixsec Macros
4835 @noindent
4836 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4837 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4838 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4839 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4840 the forms
4842 @example
4843 (incf i n)
4844 (push x (car p))
4845 @end example
4847 @noindent
4848 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4850 @example
4851 (setq i (+ i n))
4852 (setcar p (cons x (car p)))
4853 @end example
4855 @noindent
4856 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4857 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4858 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4860 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4861 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4862 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4863 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4864 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4865 will execute considerably faster if compiled, and will also
4866 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4867 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4869 You can find out how a macro expands by using the
4870 @code{cl-prettyexpand} function.
4872 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4873 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4874 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4875 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4876 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4877 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4879 @example
4880 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4881 @end example
4883 @noindent
4884 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4885 the expansion
4887 @example
4888 (block nil
4889   (let* ((x 0)
4890          (G1004 nil))
4891     (while (< x 10)
4892       (setq G1004 (cons x G1004))
4893       (setq x (+ x 1)))
4894     (nreverse G1004)))
4895 @end example
4897 @noindent
4898 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4899 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4900 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4901 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4903 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4904 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4905 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4906 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4908 @example
4909 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4910      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4911 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4912      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4913 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4914      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4915 @end example
4917 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4918 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4919 @end defun
4921 @ifinfo
4922 @example
4924 @end example
4925 @end ifinfo
4926 @appendixsec Error Checking
4928 @noindent
4929 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4930 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4931 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4932 incompatibility.
4934 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4935 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4936 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4937 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4938 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4939 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4940 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4941 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4942 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4943 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4944 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4945 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4947 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4948 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4949 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4950 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4951 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4952 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4953 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4954 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4955 do check their keyword arguments for validity.
4957 @ifinfo
4958 @example
4960 @end example
4961 @end ifinfo
4962 @appendixsec Optimizing Compiler
4964 @noindent
4965 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4966 Lisp macros emit
4967 code which can be improved by optimization.  In particular,
4968 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4969 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4970 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4971 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4973 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4974 @appendix Common Lisp Compatibility
4976 @noindent
4977 Following is a list of all known incompatibilities between this
4978 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4980 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4981 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4982 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4983 Common Lisp versions of these functions.
4985 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
4986 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4987 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
4988 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4989 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4990 inside recursive argument lists).
4992 The @code{eql} and @code{equal} predicates do not distinguish
4993 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
4994 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4996 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4997 setf-methods return a list of five values rather than five
4998 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4999 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
5001 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
5002 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
5003 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
5004 are not a first-class package mechanism, there is no way for
5005 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
5007 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
5008 and type specifiers are unimplemented.
5010 The multiple-value return facility treats lists as multiple
5011 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
5012 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
5013 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
5014 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
5015 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
5016 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
5018 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
5019 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
5020 example, local @code{special} declarations, which are purely
5021 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
5022 set down in Steele's book.
5024 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
5025 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
5026 generated symbols become interned when they are written to and
5027 loaded back from a file.
5029 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5030 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5031 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5033 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5035 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5036 @appendix Old CL Compatibility
5038 @noindent
5039 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5040 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5042 This package's emulation of multiple return values in functions is
5043 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5044 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5045 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5046 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5047 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5048 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5050 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5051 implemented in this package.
5053 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5054 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5055 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5056 functions in Emacs.  The older package simply
5057 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5058 causing serious portability problems.  (Some more
5059 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5060 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5061 aliases for @code{member*}, etc.)
5063 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5064 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5065 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5066 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5067 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5069 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5070 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5071 few functions which are explicitly defined as additional features
5072 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5073 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5074 Lisp.
5076 @ifinfo
5077 @example
5079 @end example
5080 @end ifinfo
5081 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5083 @noindent
5084 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5085 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5086 @code{cl-compat}.  To use it, put @code{(require 'cl-compat)} in
5087 your program.
5089 The old package defined a number of internal routines without
5090 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5091 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5092 provides emulations of the following internal routines:
5093 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5094 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5095 @code{safe-idiv}.
5097 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5098 functions that user code might call directly.  The functions
5099 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5100 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5101 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5103 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5104 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5105 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5106 use of keywords as data is discouraged.
5108 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5109 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5110 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5111 use the more natural keyword argument processing offered by
5112 @code{defun*}.
5114 Multiple return values are treated differently by the two
5115 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5116 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5117 that caused it to report spurious multiple return values in
5118 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5119 of multiple-value macros that are compatible with the old
5120 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5121 are guaranteed to work in any case where the old package's
5122 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5123 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5124 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5125 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5127 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5128 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5129 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5130 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5131 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5132 older versions of the old package used the unadorned names
5133 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5134 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5136 @node Porting Common Lisp, Function Index, Old CL Compatibility, Top
5137 @appendix Porting Common Lisp
5139 @noindent
5140 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5141 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5142 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5143 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5144 one, some of the features in this package are not fully compliant
5145 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5146 are also quite a few features that this package does not provide
5147 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
5148 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5150 @itemize @bullet
5151 @item
5152 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5153 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5154 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5155 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5157 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5158 is happy to let the program's own functions and variables use
5159 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5160 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5162 @item
5163 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5164 bindings apply only to references physically within their bodies
5165 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5166 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5167 variable is visible even inside functions called from the body.
5169 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5170 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5171 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5173 Often you can use code that was written for lexical scoping
5174 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5175 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5176 Emacs Lisp:
5178 @example
5179 (defun map-odd-elements (func list)
5180   (loop for x in list
5181         for flag = t then (not flag)
5182         collect (if flag x (funcall func x))))
5184 (defun add-odd-elements (list x)
5185   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x))) list)
5186 @end example
5188 @noindent
5189 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5190 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5191 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5192 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5193 is called.
5195 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5196 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5197 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5198 variables no collision can occur.)
5200 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5201 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5202 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5204 @item
5205 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5206 works at the level of individual characters.  For example, Common
5207 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5208 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5209 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5210 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5212 The lack of reader macros, incidentally, is the reason behind
5213 Emacs Lisp's unusual backquote syntax.  Since backquotes are
5214 implemented as a Lisp package and not built-in to the Emacs
5215 parser, they are forced to use a regular macro named @code{`}
5216 which is used with the standard function/macro call notation.
5218 @item
5219 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5220 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5221 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5222 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5223 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5224 Lisp.
5226 @item
5227 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5228 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5229 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5230 application program would have a package for its own symbols.
5231 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5232 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5233 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5234 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5235 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5237 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5238 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5239 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5240 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5241 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5242 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5243 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5244 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5245 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5246 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5248 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5249 package-like collections of symbols, but this feature is not
5250 strong enough to be used as a true package mechanism.
5252 @item
5253 The @code{format} function is quite different between Common
5254 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5255 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5256 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5257 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5258 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5259 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5260 introduce format codes, and the set of available codes is
5261 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5262 string literals; instead, @code{format} is used with the
5263 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5264 codes provide such features as paragraph filling, case
5265 conversion, and even loops and conditionals.
5267 While it would have been possible to implement most of Common
5268 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5269 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5270 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5271 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5272 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5274 @item
5275 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5276 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5277 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5278 something entirely different---strings with properties.
5280 @item
5281 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The
5282 notation for character constants is also different:  @code{#\A}
5283 instead of @code{?A}.  Also, @code{string=} and @code{string-equal}
5284 are synonyms in Emacs Lisp whereas the latter is case-insensitive
5285 in Common Lisp.
5287 @item
5288 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5289 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5290 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5291 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5292 streams are a set of existing data types rather than a new data
5293 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5294 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5295 than being distinct types.
5297 @item
5298 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5299 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5300 from @uref{ftp://ftp.ultranet.com/pub/zappo} does implement some
5301 CLOS functionality.
5303 @item
5304 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5305 Lisp features of a different name generally have not been
5306 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5307 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5308 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5309 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5310 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5312 @item
5313 A few more notable Common Lisp features not included in this
5314 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5315 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5317 @item
5318 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5319 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5320 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5321 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5322 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5323 numbers using something like
5325 @example
5326 (defun sum-list (list)
5327   (if list
5328       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5329     0))
5330 @end example
5332 @noindent
5333 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5334 these forms:
5336 @example
5337 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5338 (loop for x in my-list sum x)
5339 @end example
5341 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5342 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5343 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5344 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5345 recursion.
5346 @end itemize
5348 @node Function Index, Variable Index, Porting Common Lisp, Top
5349 @unnumbered Function Index
5351 @printindex fn
5353 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5354 @unnumbered Variable Index
5356 @printindex vr
5358 @setchapternewpage odd
5359 @contents
5360 @bye
5362 @ignore
5363    arch-tag: b61e7200-3bfa-4a70-a9d3-095e152696f8
5364 @end ignore