* os.texi (Time of Day): Clarify that the microsecond part is
[emacs.git] / doc / lispref / hash.texi
blobdd785f8fd7c33c6fafa449329501ec7eb1dae3cf
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1999, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
4 @c   2006, 2007, 2008, 2009  Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../../info/hash
7 @node Hash Tables, Symbols, Sequences Arrays Vectors, Top
8 @chapter Hash Tables
9 @cindex hash tables
10 @cindex lookup tables
12   A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
13 alist (@pxref{Association Lists}) in that it maps keys to
14 corresponding values.  It differs from an alist in these ways:
16 @itemize @bullet
17 @item
18 Lookup in a hash table is extremely fast for large tables---in fact, the
19 time required is essentially @emph{independent} of how many elements are
20 stored in the table.  For smaller tables (a few tens of elements)
21 alists may still be faster because hash tables have a more-or-less
22 constant overhead.
24 @item
25 The correspondences in a hash table are in no particular order.
27 @item
28 There is no way to share structure between two hash tables,
29 the way two alists can share a common tail.
30 @end itemize
32   Emacs Lisp provides a general-purpose hash table data type, along
33 with a series of functions for operating on them.  Hash tables have no
34 read syntax, and print in hash notation, like this:
36 @example
37 (make-hash-table)
38      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
39 @end example
41 @noindent
42 (The term ``hash notation'' refers to the initial @samp{#}
43 character---@pxref{Printed Representation}---and has nothing to do with
44 the term ``hash table.'')
46   Obarrays are also a kind of hash table, but they are a different type
47 of object and are used only for recording interned symbols
48 (@pxref{Creating Symbols}).
50 @menu
51 * Creating Hash::       Functions to create hash tables.
52 * Hash Access::         Reading and writing the hash table contents.
53 * Defining Hash::       Defining new comparison methods.
54 * Other Hash::          Miscellaneous.
55 @end menu
57 @node Creating Hash
58 @section Creating Hash Tables
59 @cindex creating hash tables
61   The principal function for creating a hash table is
62 @code{make-hash-table}.
64 @defun make-hash-table &rest keyword-args
65 This function creates a new hash table according to the specified
66 arguments.  The arguments should consist of alternating keywords
67 (particular symbols recognized specially) and values corresponding to
68 them.
70 Several keywords make sense in @code{make-hash-table}, but the only two
71 that you really need to know about are @code{:test} and @code{:weakness}.
73 @table @code
74 @item :test @var{test}
75 This specifies the method of key lookup for this hash table.  The
76 default is @code{eql}; @code{eq} and @code{equal} are other
77 alternatives:
79 @table @code
80 @item eql
81 Keys which are numbers are ``the same'' if they are @code{equal}, that
82 is, if they are equal in value and either both are integers or both
83 are floating point numbers; otherwise, two distinct objects are never
84 ``the same.''
86 @item eq
87 Any two distinct Lisp objects are ``different'' as keys.
89 @item equal
90 Two Lisp objects are ``the same,'' as keys, if they are equal
91 according to @code{equal}.
92 @end table
94 You can use @code{define-hash-table-test} (@pxref{Defining Hash}) to
95 define additional possibilities for @var{test}.
97 @item :weakness @var{weak}
98 The weakness of a hash table specifies whether the presence of a key or
99 value in the hash table preserves it from garbage collection.
101 The value, @var{weak}, must be one of @code{nil}, @code{key},
102 @code{value}, @code{key-or-value}, @code{key-and-value}, or @code{t}
103 which is an alias for @code{key-and-value}.  If @var{weak} is @code{key}
104 then the hash table does not prevent its keys from being collected as
105 garbage (if they are not referenced anywhere else); if a particular key
106 does get collected, the corresponding association is removed from the
107 hash table.
109 If @var{weak} is @code{value}, then the hash table does not prevent
110 values from being collected as garbage (if they are not referenced
111 anywhere else); if a particular value does get collected, the
112 corresponding association is removed from the hash table.
114 If @var{weak} is @code{key-and-value} or @code{t}, both the key and
115 the value must be live in order to preserve the association.  Thus,
116 the hash table does not protect either keys or values from garbage
117 collection; if either one is collected as garbage, that removes the
118 association.
120 If @var{weak} is @code{key-or-value}, either the key or
121 the value can preserve the association.  Thus, associations are
122 removed from the hash table when both their key and value would be
123 collected as garbage (if not for references from weak hash tables).
125 The default for @var{weak} is @code{nil}, so that all keys and values
126 referenced in the hash table are preserved from garbage collection.
128 @item :size @var{size}
129 This specifies a hint for how many associations you plan to store in the
130 hash table.  If you know the approximate number, you can make things a
131 little more efficient by specifying it this way.  If you specify too
132 small a size, the hash table will grow automatically when necessary, but
133 doing that takes some extra time.
135 The default size is 65.
137 @item :rehash-size @var{rehash-size}
138 When you add an association to a hash table and the table is ``full,''
139 it grows automatically.  This value specifies how to make the hash table
140 larger, at that time.
142 If @var{rehash-size} is an integer, it should be positive, and the hash
143 table grows by adding that much to the nominal size.  If
144 @var{rehash-size} is a floating point number, it had better be greater
145 than 1, and the hash table grows by multiplying the old size by that
146 number.
148 The default value is 1.5.
150 @item :rehash-threshold @var{threshold}
151 This specifies the criterion for when the hash table is ``full'' (so
152 it should be made larger).  The value, @var{threshold}, should be a
153 positive floating point number, no greater than 1.  The hash table is
154 ``full'' whenever the actual number of entries exceeds this fraction
155 of the nominal size.  The default for @var{threshold} is 0.8.
156 @end table
157 @end defun
159 @defun makehash &optional test
160 This is equivalent to @code{make-hash-table}, but with a different style
161 argument list.  The argument @var{test} specifies the method
162 of key lookup.
164 This function is obsolete. Use @code{make-hash-table} instead.
165 @end defun
167 @node Hash Access
168 @section Hash Table Access
170   This section describes the functions for accessing and storing
171 associations in a hash table.  In general, any Lisp object can be used
172 as a hash key, unless the comparison method imposes limits.  Any Lisp
173 object can also be used as the value.
175 @defun gethash key table &optional default
176 This function looks up @var{key} in @var{table}, and returns its
177 associated @var{value}---or @var{default}, if @var{key} has no
178 association in @var{table}.
179 @end defun
181 @defun puthash key value table
182 This function enters an association for @var{key} in @var{table}, with
183 value @var{value}.  If @var{key} already has an association in
184 @var{table}, @var{value} replaces the old associated value.
185 @end defun
187 @defun remhash key table
188 This function removes the association for @var{key} from @var{table}, if
189 there is one.  If @var{key} has no association, @code{remhash} does
190 nothing.
192 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, @code{remhash} returns
193 non-@code{nil} if it actually removed an association and @code{nil}
194 otherwise.  In Emacs Lisp, @code{remhash} always returns @code{nil}.
195 @end defun
197 @defun clrhash table
198 This function removes all the associations from hash table @var{table},
199 so that it becomes empty.  This is also called @dfn{clearing} the hash
200 table.
202 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, @code{clrhash} returns the empty
203 @var{table}.  In Emacs Lisp, it returns @code{nil}.
204 @end defun
206 @defun maphash function table
207 @anchor{Definition of maphash}
208 This function calls @var{function} once for each of the associations in
209 @var{table}.  The function @var{function} should accept two
210 arguments---a @var{key} listed in @var{table}, and its associated
211 @var{value}.  @code{maphash} returns @code{nil}.
212 @end defun
214 @node Defining Hash
215 @section Defining Hash Comparisons
216 @cindex hash code
217 @cindex define hash comparisons
219   You can define new methods of key lookup by means of
220 @code{define-hash-table-test}.  In order to use this feature, you need
221 to understand how hash tables work, and what a @dfn{hash code} means.
223   You can think of a hash table conceptually as a large array of many
224 slots, each capable of holding one association.  To look up a key,
225 @code{gethash} first computes an integer, the hash code, from the key.
226 It reduces this integer modulo the length of the array, to produce an
227 index in the array.  Then it looks in that slot, and if necessary in
228 other nearby slots, to see if it has found the key being sought.
230   Thus, to define a new method of key lookup, you need to specify both a
231 function to compute the hash code from a key, and a function to compare
232 two keys directly.
234 @defun define-hash-table-test name test-fn hash-fn
235 This function defines a new hash table test, named @var{name}.
237 After defining @var{name} in this way, you can use it as the @var{test}
238 argument in @code{make-hash-table}.  When you do that, the hash table
239 will use @var{test-fn} to compare key values, and @var{hash-fn} to compute
240 a ``hash code'' from a key value.
242 The function @var{test-fn} should accept two arguments, two keys, and
243 return non-@code{nil} if they are considered ``the same.''
245 The function @var{hash-fn} should accept one argument, a key, and return
246 an integer that is the ``hash code'' of that key.  For good results, the
247 function should use the whole range of integer values for hash codes,
248 including negative integers.
250 The specified functions are stored in the property list of @var{name}
251 under the property @code{hash-table-test}; the property value's form is
252 @code{(@var{test-fn} @var{hash-fn})}.
253 @end defun
255 @defun sxhash obj
256 This function returns a hash code for Lisp object @var{obj}.
257 This is an integer which reflects the contents of @var{obj}
258 and the other Lisp objects it points to.
260 If two objects @var{obj1} and @var{obj2} are equal, then @code{(sxhash
261 @var{obj1})} and @code{(sxhash @var{obj2})} are the same integer.
263 If the two objects are not equal, the values returned by @code{sxhash}
264 are usually different, but not always; once in a rare while, by luck,
265 you will encounter two distinct-looking objects that give the same
266 result from @code{sxhash}.
267 @end defun
269   This example creates a hash table whose keys are strings that are
270 compared case-insensitively.
272 @example
273 (defun case-fold-string= (a b)
274   (compare-strings a nil nil b nil nil t))
275 (defun case-fold-string-hash (a)
276   (sxhash (upcase a)))
278 (define-hash-table-test 'case-fold
279   'case-fold-string= 'case-fold-string-hash)
281 (make-hash-table :test 'case-fold)
282 @end example
284   Here is how you could define a hash table test equivalent to the
285 predefined test value @code{equal}.  The keys can be any Lisp object,
286 and equal-looking objects are considered the same key.
288 @example
289 (define-hash-table-test 'contents-hash 'equal 'sxhash)
291 (make-hash-table :test 'contents-hash)
292 @end example
294 @node Other Hash
295 @section Other Hash Table Functions
297   Here are some other functions for working with hash tables.
299 @defun hash-table-p table
300 This returns non-@code{nil} if @var{table} is a hash table object.
301 @end defun
303 @defun copy-hash-table table
304 This function creates and returns a copy of @var{table}.  Only the table
305 itself is copied---the keys and values are shared.
306 @end defun
308 @defun hash-table-count table
309 This function returns the actual number of entries in @var{table}.
310 @end defun
312 @defun hash-table-test table
313 This returns the @var{test} value that was given when @var{table} was
314 created, to specify how to hash and compare keys.  See
315 @code{make-hash-table} (@pxref{Creating Hash}).
316 @end defun
318 @defun hash-table-weakness table
319 This function returns the @var{weak} value that was specified for hash
320 table @var{table}.
321 @end defun
323 @defun hash-table-rehash-size table
324 This returns the rehash size of @var{table}.
325 @end defun
327 @defun hash-table-rehash-threshold table
328 This returns the rehash threshold of @var{table}.
329 @end defun
331 @defun hash-table-size table
332 This returns the current nominal size of @var{table}.
333 @end defun
335 @ignore
336    arch-tag: 3b5107f9-d2f0-47d5-ad61-3498496bea0e
337 @end ignore