(with-category-table): Use `make-symbol' to avoid variable capture.
[emacs.git] / lispref / objects.texi
blob50f568cdbbabcae21340174c8f26128fa18a716a
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/objects
7 @node Lisp Data Types, Numbers, Introduction, Top
8 @chapter Lisp Data Types
9 @cindex object
10 @cindex Lisp object
11 @cindex type
12 @cindex data type
14   A Lisp @dfn{object} is a piece of data used and manipulated by Lisp
15 programs.  For our purposes, a @dfn{type} or @dfn{data type} is a set of
16 possible objects.
18   Every object belongs to at least one type.  Objects of the same type
19 have similar structures and may usually be used in the same contexts.
20 Types can overlap, and objects can belong to two or more types.
21 Consequently, we can ask whether an object belongs to a particular type,
22 but not for ``the'' type of an object.
24 @cindex primitive type
25   A few fundamental object types are built into Emacs.  These, from
26 which all other types are constructed, are called @dfn{primitive types}.
27 Each object belongs to one and only one primitive type.  These types
28 include @dfn{integer}, @dfn{float}, @dfn{cons}, @dfn{symbol},
29 @dfn{string}, @dfn{vector}, @dfn{hash-table}, @dfn{subr}, and
30 @dfn{byte-code function}, plus several special types, such as
31 @dfn{buffer}, that are related to editing.  (@xref{Editing Types}.)
33   Each primitive type has a corresponding Lisp function that checks
34 whether an object is a member of that type.
36   Note that Lisp is unlike many other languages in that Lisp objects are
37 @dfn{self-typing}: the primitive type of the object is implicit in the
38 object itself.  For example, if an object is a vector, nothing can treat
39 it as a number; Lisp knows it is a vector, not a number.
41   In most languages, the programmer must declare the data type of each
42 variable, and the type is known by the compiler but not represented in
43 the data.  Such type declarations do not exist in Emacs Lisp.  A Lisp
44 variable can have any type of value, and it remembers whatever value
45 you store in it, type and all.
47   This chapter describes the purpose, printed representation, and read
48 syntax of each of the standard types in GNU Emacs Lisp.  Details on how
49 to use these types can be found in later chapters.
51 @menu
52 * Printed Representation::      How Lisp objects are represented as text.
53 * Comments::                    Comments and their formatting conventions.
54 * Programming Types::           Types found in all Lisp systems.
55 * Editing Types::               Types specific to Emacs.
56 * Circular Objects::            Read syntax for circular structure.
57 * Type Predicates::             Tests related to types.
58 * Equality Predicates::         Tests of equality between any two objects.
59 @end menu
61 @node Printed Representation
62 @comment  node-name,  next,  previous,  up
63 @section Printed Representation and Read Syntax
64 @cindex printed representation
65 @cindex read syntax
67   The @dfn{printed representation} of an object is the format of the
68 output generated by the Lisp printer (the function @code{prin1}) for
69 that object.  The @dfn{read syntax} of an object is the format of the
70 input accepted by the Lisp reader (the function @code{read}) for that
71 object.  @xref{Read and Print}.
73   Most objects have more than one possible read syntax.  Some types of
74 object have no read syntax, since it may not make sense to enter objects
75 of these types directly in a Lisp program.  Except for these cases, the
76 printed representation of an object is also a read syntax for it.
78   In other languages, an expression is text; it has no other form.  In
79 Lisp, an expression is primarily a Lisp object and only secondarily the
80 text that is the object's read syntax.  Often there is no need to
81 emphasize this distinction, but you must keep it in the back of your
82 mind, or you will occasionally be very confused.
84 @cindex hash notation
85   Every type has a printed representation.  Some types have no read
86 syntax---for example, the buffer type has none.  Objects of these types
87 are printed in @dfn{hash notation}: the characters @samp{#<} followed by
88 a descriptive string (typically the type name followed by the name of
89 the object), and closed with a matching @samp{>}.  Hash notation cannot
90 be read at all, so the Lisp reader signals the error
91 @code{invalid-read-syntax} whenever it encounters @samp{#<}.
92 @kindex invalid-read-syntax
94 @example
95 (current-buffer)
96      @result{} #<buffer objects.texi>
97 @end example
99   When you evaluate an expression interactively, the Lisp interpreter
100 first reads the textual representation of it, producing a Lisp object,
101 and then evaluates that object (@pxref{Evaluation}).  However,
102 evaluation and reading are separate activities.  Reading returns the
103 Lisp object represented by the text that is read; the object may or may
104 not be evaluated later.  @xref{Input Functions}, for a description of
105 @code{read}, the basic function for reading objects.
107 @node Comments
108 @comment  node-name,  next,  previous,  up
109 @section Comments
110 @cindex comments
111 @cindex @samp{;} in comment
113   A @dfn{comment} is text that is written in a program only for the sake
114 of humans that read the program, and that has no effect on the meaning
115 of the program.  In Lisp, a semicolon (@samp{;}) starts a comment if it
116 is not within a string or character constant.  The comment continues to
117 the end of line.  The Lisp reader discards comments; they do not become
118 part of the Lisp objects which represent the program within the Lisp
119 system.
121   The @samp{#@@@var{count}} construct, which skips the next @var{count}
122 characters, is useful for program-generated comments containing binary
123 data.  The Emacs Lisp byte compiler uses this in its output files
124 (@pxref{Byte Compilation}).  It isn't meant for source files, however.
126   @xref{Comment Tips}, for conventions for formatting comments.
128 @node Programming Types
129 @section Programming Types
130 @cindex programming types
132   There are two general categories of types in Emacs Lisp: those having
133 to do with Lisp programming, and those having to do with editing.  The
134 former exist in many Lisp implementations, in one form or another.  The
135 latter are unique to Emacs Lisp.
137 @menu
138 * Integer Type::        Numbers without fractional parts.
139 * Floating Point Type:: Numbers with fractional parts and with a large range.
140 * Character Type::      The representation of letters, numbers and
141                         control characters.
142 * Symbol Type::         A multi-use object that refers to a function,
143                         variable, or property list, and has a unique identity.
144 * Sequence Type::       Both lists and arrays are classified as sequences.
145 * Cons Cell Type::      Cons cells, and lists (which are made from cons cells).
146 * Array Type::          Arrays include strings and vectors.
147 * String Type::         An (efficient) array of characters.
148 * Vector Type::         One-dimensional arrays.
149 * Char-Table Type::     One-dimensional sparse arrays indexed by characters.
150 * Bool-Vector Type::    One-dimensional arrays of @code{t} or @code{nil}.
151 * Hash Table Type::     Super-fast lookup tables.
152 * Function Type::       A piece of executable code you can call from elsewhere.
153 * Macro Type::          A method of expanding an expression into another
154                           expression, more fundamental but less pretty.
155 * Primitive Function Type::     A function written in C, callable from Lisp.
156 * Byte-Code Type::      A function written in Lisp, then compiled.
157 * Autoload Type::       A type used for automatically loading seldom-used
158                         functions.
159 @end menu
161 @node Integer Type
162 @subsection Integer Type
164   The range of values for integers in Emacs Lisp is @minus{}134217728 to
165 134217727 (28 bits; i.e.,
166 @ifnottex
167 -2**27
168 @end ifnottex
169 @tex
170 @math{-2^{27}}
171 @end tex
173 @ifnottex
174 2**27 - 1)
175 @end ifnottex
176 @tex
177 @math{2^{28}-1})
178 @end tex
179 on most machines.  (Some machines may provide a wider range.)  It is
180 important to note that the Emacs Lisp arithmetic functions do not check
181 for overflow.  Thus @code{(1+ 134217727)} is @minus{}134217728 on most
182 machines.
184   The read syntax for integers is a sequence of (base ten) digits with an
185 optional sign at the beginning and an optional period at the end.  The
186 printed representation produced by the Lisp interpreter never has a
187 leading @samp{+} or a final @samp{.}.
189 @example
190 @group
191 -1               ; @r{The integer -1.}
192 1                ; @r{The integer 1.}
193 1.               ; @r{Also the integer 1.}
194 +1               ; @r{Also the integer 1.}
195 268435457        ; @r{Also the integer 1 on a 28-bit implementation.}
196 @end group
197 @end example
199   @xref{Numbers}, for more information.
201 @node Floating Point Type
202 @subsection Floating Point Type
204   Floating point numbers are the computer equivalent of scientific
205 notation.  The precise number of significant figures and the range of
206 possible exponents is machine-specific; Emacs always uses the C data
207 type @code{double} to store the value.
209   The printed representation for floating point numbers requires either
210 a decimal point (with at least one digit following), an exponent, or
211 both.  For example, @samp{1500.0}, @samp{15e2}, @samp{15.0e2},
212 @samp{1.5e3}, and @samp{.15e4} are five ways of writing a floating point
213 number whose value is 1500.  They are all equivalent.
215   @xref{Numbers}, for more information.
217 @node Character Type
218 @subsection Character Type
219 @cindex @sc{ascii} character codes
221   A @dfn{character} in Emacs Lisp is nothing more than an integer.  In
222 other words, characters are represented by their character codes.  For
223 example, the character @kbd{A} is represented as the @w{integer 65}.
225   Individual characters are not often used in programs.  It is far more
226 common to work with @emph{strings}, which are sequences composed of
227 characters.  @xref{String Type}.
229   Characters in strings, buffers, and files are currently limited to the
230 range of 0 to 524287---nineteen bits.  But not all values in that range
231 are valid character codes.  Codes 0 through 127 are @sc{ascii} codes; the
232 rest are non-@sc{ascii} (@pxref{Non-ASCII Characters}).  Characters that represent
233 keyboard input have a much wider range, to encode modifier keys such as
234 Control, Meta and Shift.
236 @cindex read syntax for characters
237 @cindex printed representation for characters
238 @cindex syntax for characters
239 @cindex @samp{?} in character constant
240 @cindex question mark in character constant
241   Since characters are really integers, the printed representation of a
242 character is a decimal number.  This is also a possible read syntax for
243 a character, but writing characters that way in Lisp programs is a very
244 bad idea.  You should @emph{always} use the special read syntax formats
245 that Emacs Lisp provides for characters.  These syntax formats start
246 with a question mark.
248   The usual read syntax for alphanumeric characters is a question mark
249 followed by the character; thus, @samp{?A} for the character
250 @kbd{A}, @samp{?B} for the character @kbd{B}, and @samp{?a} for the
251 character @kbd{a}.
253   For example:
255 @example
256 ?Q @result{} 81     ?q @result{} 113
257 @end example
259   You can use the same syntax for punctuation characters, but it is
260 often a good idea to add a @samp{\} so that the Emacs commands for
261 editing Lisp code don't get confused.  For example, @samp{?\ } is the
262 way to write the space character.  If the character is @samp{\}, you
263 @emph{must} use a second @samp{\} to quote it: @samp{?\\}.
265 @cindex whitespace
266 @cindex bell character
267 @cindex @samp{\a}
268 @cindex backspace
269 @cindex @samp{\b}
270 @cindex tab
271 @cindex @samp{\t}
272 @cindex vertical tab
273 @cindex @samp{\v}
274 @cindex formfeed
275 @cindex @samp{\f}
276 @cindex newline
277 @cindex @samp{\n}
278 @cindex return
279 @cindex @samp{\r}
280 @cindex escape
281 @cindex @samp{\e}
282 @cindex space
283 @cindex @samp{\s}
284   You can express the characters Control-g, backspace, tab, newline,
285 vertical tab, formfeed, space, return, del, and escape as @samp{?\a},
286 @samp{?\b}, @samp{?\t}, @samp{?\n}, @samp{?\v}, @samp{?\f},
287 @samp{?\r}, @samp{?\d}, @samp{?\e}, and @samp{?\s}, respectively.  Thus,
289 @example
290 ?\a @result{} 7                 ; @r{@kbd{C-g}}
291 ?\b @result{} 8                 ; @r{backspace, @key{BS}, @kbd{C-h}}
292 ?\t @result{} 9                 ; @r{tab, @key{TAB}, @kbd{C-i}}
293 ?\n @result{} 10                ; @r{newline, @kbd{C-j}}
294 ?\v @result{} 11                ; @r{vertical tab, @kbd{C-k}}
295 ?\f @result{} 12                ; @r{formfeed character, @kbd{C-l}}
296 ?\r @result{} 13                ; @r{carriage return, @key{RET}, @kbd{C-m}}
297 ?\e @result{} 27                ; @r{escape character, @key{ESC}, @kbd{C-[}}
298 ?\s @result{} 32                ; @r{space character, @key{SPC}}
299 ?\\ @result{} 92                ; @r{backslash character, @kbd{\}}
300 ?\d @result{} 127               ; @r{delete character, @key{DEL}}
301 @end example
303 @cindex escape sequence
304   These sequences which start with backslash are also known as
305 @dfn{escape sequences}, because backslash plays the role of an escape
306 character; this usage has nothing to do with the character @key{ESC}.
308 @cindex control characters
309   Control characters may be represented using yet another read syntax.
310 This consists of a question mark followed by a backslash, caret, and the
311 corresponding non-control character, in either upper or lower case.  For
312 example, both @samp{?\^I} and @samp{?\^i} are valid read syntax for the
313 character @kbd{C-i}, the character whose value is 9.
315   Instead of the @samp{^}, you can use @samp{C-}; thus, @samp{?\C-i} is
316 equivalent to @samp{?\^I} and to @samp{?\^i}:
318 @example
319 ?\^I @result{} 9     ?\C-I @result{} 9
320 @end example
322   In strings and buffers, the only control characters allowed are those
323 that exist in @sc{ascii}; but for keyboard input purposes, you can turn
324 any character into a control character with @samp{C-}.  The character
325 codes for these non-@sc{ascii} control characters include the
326 @tex
327 @math{2^{26}}
328 @end tex
329 @ifnottex
330 2**26
331 @end ifnottex
332 bit as well as the code for the corresponding non-control
333 character.  Ordinary terminals have no way of generating non-@sc{ascii}
334 control characters, but you can generate them straightforwardly using X
335 and other window systems.
337   For historical reasons, Emacs treats the @key{DEL} character as
338 the control equivalent of @kbd{?}:
340 @example
341 ?\^? @result{} 127     ?\C-? @result{} 127
342 @end example
344 @noindent
345 As a result, it is currently not possible to represent the character
346 @kbd{Control-?}, which is a meaningful input character under X, using
347 @samp{\C-}.  It is not easy to change this, as various Lisp files refer
348 to @key{DEL} in this way.
350   For representing control characters to be found in files or strings,
351 we recommend the @samp{^} syntax; for control characters in keyboard
352 input, we prefer the @samp{C-} syntax.  Which one you use does not
353 affect the meaning of the program, but may guide the understanding of
354 people who read it.
356 @cindex meta characters
357   A @dfn{meta character} is a character typed with the @key{META}
358 modifier key.  The integer that represents such a character has the
359 @tex
360 @math{2^{27}}
361 @end tex
362 @ifnottex
363 2**27
364 @end ifnottex
365 bit set (which on most machines makes it a negative number).  We
366 use high bits for this and other modifiers to make possible a wide range
367 of basic character codes.
369   In a string, the
370 @tex
371 @math{2^{7}}
372 @end tex
373 @ifnottex
374 2**7
375 @end ifnottex
376 bit attached to an @sc{ascii} character indicates a meta character; thus, the
377 meta characters that can fit in a string have codes in the range from
378 128 to 255, and are the meta versions of the ordinary @sc{ascii}
379 characters.  (In Emacs versions 18 and older, this convention was used
380 for characters outside of strings as well.)
382   The read syntax for meta characters uses @samp{\M-}.  For example,
383 @samp{?\M-A} stands for @kbd{M-A}.  You can use @samp{\M-} together with
384 octal character codes (see below), with @samp{\C-}, or with any other
385 syntax for a character.  Thus, you can write @kbd{M-A} as @samp{?\M-A},
386 or as @samp{?\M-\101}.  Likewise, you can write @kbd{C-M-b} as
387 @samp{?\M-\C-b}, @samp{?\C-\M-b}, or @samp{?\M-\002}.
389   The case of a graphic character is indicated by its character code;
390 for example, @sc{ascii} distinguishes between the characters @samp{a}
391 and @samp{A}.  But @sc{ascii} has no way to represent whether a control
392 character is upper case or lower case.  Emacs uses the
393 @tex
394 @math{2^{25}}
395 @end tex
396 @ifnottex
397 2**25
398 @end ifnottex
399 bit to indicate that the shift key was used in typing a control
400 character.  This distinction is possible only when you use X terminals
401 or other special terminals; ordinary terminals do not report the
402 distinction to the computer in any way.  The Lisp syntax for
403 the shift bit is @samp{\S-}; thus, @samp{?\C-\S-o} or @samp{?\C-\S-O}
404 represents the shifted-control-o character.
406 @cindex hyper characters
407 @cindex super characters
408 @cindex alt characters
409   The X Window System defines three other modifier bits that can be set
410 in a character: @dfn{hyper}, @dfn{super} and @dfn{alt}.  The syntaxes
411 for these bits are @samp{\H-}, @samp{\s-} and @samp{\A-}.  (Case is
412 significant in these prefixes.)  Thus, @samp{?\H-\M-\A-x} represents
413 @kbd{Alt-Hyper-Meta-x}.  Note that @samp{\s} (without the @samp{-})
414 represents the space character.
415 @tex
416 Numerically, the
417 bit values are @math{2^{22}} for alt, @math{2^{23}} for super and @math{2^{24}} for hyper.
418 @end tex
419 @ifnottex
420 Numerically, the
421 bit values are 2**22 for alt, 2**23 for super and 2**24 for hyper.
422 @end ifnottex
424 @cindex @samp{\} in character constant
425 @cindex backslash in character constant
426 @cindex octal character code
427   Finally, the most general read syntax for a character represents the
428 character code in either octal or hex.  To use octal, write a question
429 mark followed by a backslash and the octal character code (up to three
430 octal digits); thus, @samp{?\101} for the character @kbd{A},
431 @samp{?\001} for the character @kbd{C-a}, and @code{?\002} for the
432 character @kbd{C-b}.  Although this syntax can represent any @sc{ascii}
433 character, it is preferred only when the precise octal value is more
434 important than the @sc{ascii} representation.
436 @example
437 @group
438 ?\012 @result{} 10         ?\n @result{} 10         ?\C-j @result{} 10
439 ?\101 @result{} 65         ?A @result{} 65
440 @end group
441 @end example
443   To use hex, write a question mark followed by a backslash, @samp{x},
444 and the hexadecimal character code.  You can use any number of hex
445 digits, so you can represent any character code in this way.
446 Thus, @samp{?\x41} for the character @kbd{A}, @samp{?\x1} for the
447 character @kbd{C-a}, and @code{?\x8e0} for the Latin-1 character
448 @iftex
449 @samp{@`a}.
450 @end iftex
451 @ifnottex
452 @samp{a} with grave accent.
453 @end ifnottex
455   A backslash is allowed, and harmless, preceding any character without
456 a special escape meaning; thus, @samp{?\+} is equivalent to @samp{?+}.
457 There is no reason to add a backslash before most characters.  However,
458 you should add a backslash before any of the characters
459 @samp{()\|;'`"#.,} to avoid confusing the Emacs commands for editing
460 Lisp code.  Also add a backslash before whitespace characters such as
461 space, tab, newline and formfeed.  However, it is cleaner to use one of
462 the easily readable escape sequences, such as @samp{\t} or @samp{\s},
463 instead of an actual whitespace character such as a tab or a space.
465 @node Symbol Type
466 @subsection Symbol Type
468   A @dfn{symbol} in GNU Emacs Lisp is an object with a name.  The symbol
469 name serves as the printed representation of the symbol.  In ordinary
470 use, the name is unique---no two symbols have the same name.
472   A symbol can serve as a variable, as a function name, or to hold a
473 property list.  Or it may serve only to be distinct from all other Lisp
474 objects, so that its presence in a data structure may be recognized
475 reliably.  In a given context, usually only one of these uses is
476 intended.  But you can use one symbol in all of these ways,
477 independently.
479   A symbol whose name starts with a colon (@samp{:}) is called a
480 @dfn{keyword symbol}.  These symbols automatically act as constants, and
481 are normally used only by comparing an unknown symbol with a few
482 specific alternatives.
484 @cindex @samp{\} in symbols
485 @cindex backslash in symbols
486   A symbol name can contain any characters whatever.  Most symbol names
487 are written with letters, digits, and the punctuation characters
488 @samp{-+=*/}.  Such names require no special punctuation; the characters
489 of the name suffice as long as the name does not look like a number.
490 (If it does, write a @samp{\} at the beginning of the name to force
491 interpretation as a symbol.)  The characters @samp{_~!@@$%^&:<>@{@}?} are
492 less often used but also require no special punctuation.  Any other
493 characters may be included in a symbol's name by escaping them with a
494 backslash.  In contrast to its use in strings, however, a backslash in
495 the name of a symbol simply quotes the single character that follows the
496 backslash.  For example, in a string, @samp{\t} represents a tab
497 character; in the name of a symbol, however, @samp{\t} merely quotes the
498 letter @samp{t}.  To have a symbol with a tab character in its name, you
499 must actually use a tab (preceded with a backslash).  But it's rare to
500 do such a thing.
502 @cindex CL note---case of letters
503 @quotation
504 @b{Common Lisp note:} In Common Lisp, lower case letters are always
505 ``folded'' to upper case, unless they are explicitly escaped.  In Emacs
506 Lisp, upper case and lower case letters are distinct.
507 @end quotation
509   Here are several examples of symbol names.  Note that the @samp{+} in
510 the fifth example is escaped to prevent it from being read as a number.
511 This is not necessary in the sixth example because the rest of the name
512 makes it invalid as a number.
514 @example
515 @group
516 foo                 ; @r{A symbol named @samp{foo}.}
517 FOO                 ; @r{A symbol named @samp{FOO}, different from @samp{foo}.}
518 char-to-string      ; @r{A symbol named @samp{char-to-string}.}
519 @end group
520 @group
521 1+                  ; @r{A symbol named @samp{1+}}
522                     ;   @r{(not @samp{+1}, which is an integer).}
523 @end group
524 @group
525 \+1                 ; @r{A symbol named @samp{+1}}
526                     ;   @r{(not a very readable name).}
527 @end group
528 @group
529 \(*\ 1\ 2\)         ; @r{A symbol named @samp{(* 1 2)} (a worse name).}
530 @c the @'s in this next line use up three characters, hence the
531 @c apparent misalignment of the comment.
532 +-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}  ; @r{A symbol named @samp{+-*/_~!@@$%^&=:<>@{@}}.}
533                     ;   @r{These characters need not be escaped.}
534 @end group
535 @end example
537 @ifinfo
538 @c This uses ``colon'' instead of a literal `:' because Info cannot
539 @c cope with a `:' in a menu
540 @cindex @samp{#@var{colon}} read syntax
541 @end ifinfo
542 @ifnotinfo
543 @cindex @samp{#:} read syntax
544 @end ifnotinfo
545   Normally the Lisp reader interns all symbols (@pxref{Creating
546 Symbols}).  To prevent interning, you can write @samp{#:} before the
547 name of the symbol.
549 @node Sequence Type
550 @subsection Sequence Types
552   A @dfn{sequence} is a Lisp object that represents an ordered set of
553 elements.  There are two kinds of sequence in Emacs Lisp, lists and
554 arrays.  Thus, an object of type list or of type array is also
555 considered a sequence.
557   Arrays are further subdivided into strings, vectors, char-tables and
558 bool-vectors.  Vectors can hold elements of any type, but string
559 elements must be characters, and bool-vector elements must be @code{t}
560 or @code{nil}.  Char-tables are like vectors except that they are
561 indexed by any valid character code.  The characters in a string can
562 have text properties like characters in a buffer (@pxref{Text
563 Properties}), but vectors do not support text properties, even when
564 their elements happen to be characters.
566   Lists, strings and the other array types are different, but they have
567 important similarities.  For example, all have a length @var{l}, and all
568 have elements which can be indexed from zero to @var{l} minus one.
569 Several functions, called sequence functions, accept any kind of
570 sequence.  For example, the function @code{elt} can be used to extract
571 an element of a sequence, given its index.  @xref{Sequences Arrays
572 Vectors}.
574   It is generally impossible to read the same sequence twice, since
575 sequences are always created anew upon reading.  If you read the read
576 syntax for a sequence twice, you get two sequences with equal contents.
577 There is one exception: the empty list @code{()} always stands for the
578 same object, @code{nil}.
580 @node Cons Cell Type
581 @subsection Cons Cell and List Types
582 @cindex address field of register
583 @cindex decrement field of register
584 @cindex pointers
586   A @dfn{cons cell} is an object that consists of two slots, called the
587 @sc{car} slot and the @sc{cdr} slot.  Each slot can @dfn{hold} or
588 @dfn{refer to} any Lisp object.  We also say that ``the @sc{car} of
589 this cons cell is'' whatever object its @sc{car} slot currently holds,
590 and likewise for the @sc{cdr}.
592 @quotation
593 A note to C programmers: in Lisp, we do not distinguish between
594 ``holding'' a value and ``pointing to'' the value, because pointers in
595 Lisp are implicit.
596 @end quotation
598   A @dfn{list} is a series of cons cells, linked together so that the
599 @sc{cdr} slot of each cons cell holds either the next cons cell or the
600 empty list.  @xref{Lists}, for functions that work on lists.  Because
601 most cons cells are used as part of lists, the phrase @dfn{list
602 structure} has come to refer to any structure made out of cons cells.
604   The names @sc{car} and @sc{cdr} derive from the history of Lisp.  The
605 original Lisp implementation ran on an @w{IBM 704} computer which
606 divided words into two parts, called the ``address'' part and the
607 ``decrement''; @sc{car} was an instruction to extract the contents of
608 the address part of a register, and @sc{cdr} an instruction to extract
609 the contents of the decrement.  By contrast, ``cons cells'' are named
610 for the function @code{cons} that creates them, which in turn was named
611 for its purpose, the construction of cells.
613 @cindex atom
614   Because cons cells are so central to Lisp, we also have a word for
615 ``an object which is not a cons cell''.  These objects are called
616 @dfn{atoms}.
618 @cindex parenthesis
619   The read syntax and printed representation for lists are identical, and
620 consist of a left parenthesis, an arbitrary number of elements, and a
621 right parenthesis.
623    Upon reading, each object inside the parentheses becomes an element
624 of the list.  That is, a cons cell is made for each element.  The
625 @sc{car} slot of the cons cell holds the element, and its @sc{cdr}
626 slot refers to the next cons cell of the list, which holds the next
627 element in the list.  The @sc{cdr} slot of the last cons cell is set to
628 hold @code{nil}.
630 @cindex box diagrams, for lists
631 @cindex diagrams, boxed, for lists
632   A list can be illustrated by a diagram in which the cons cells are
633 shown as pairs of boxes, like dominoes.  (The Lisp reader cannot read
634 such an illustration; unlike the textual notation, which can be
635 understood by both humans and computers, the box illustrations can be
636 understood only by humans.)  This picture represents the three-element
637 list @code{(rose violet buttercup)}:
639 @example
640 @group
641     --- ---      --- ---      --- ---
642    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
643     --- ---      --- ---      --- ---
644      |            |            |
645      |            |            |
646       --> rose     --> violet   --> buttercup
647 @end group
648 @end example
650   In this diagram, each box represents a slot that can hold or refer to
651 any Lisp object.  Each pair of boxes represents a cons cell.  Each arrow
652 represents a reference to a Lisp object, either an atom or another cons
653 cell.
655   In this example, the first box, which holds the @sc{car} of the first
656 cons cell, refers to or ``holds'' @code{rose} (a symbol).  The second
657 box, holding the @sc{cdr} of the first cons cell, refers to the next
658 pair of boxes, the second cons cell.  The @sc{car} of the second cons
659 cell is @code{violet}, and its @sc{cdr} is the third cons cell.  The
660 @sc{cdr} of the third (and last) cons cell is @code{nil}.
662   Here is another diagram of the same list, @code{(rose violet
663 buttercup)}, sketched in a different manner:
665 @smallexample
666 @group
667  ---------------       ----------------       -------------------
668 | car   | cdr   |     | car    | cdr   |     | car       | cdr   |
669 | rose  |   o-------->| violet |   o-------->| buttercup |  nil  |
670 |       |       |     |        |       |     |           |       |
671  ---------------       ----------------       -------------------
672 @end group
673 @end smallexample
675 @cindex @samp{(@dots{})} in lists
676 @cindex @code{nil} in lists
677 @cindex empty list
678   A list with no elements in it is the @dfn{empty list}; it is identical
679 to the symbol @code{nil}.  In other words, @code{nil} is both a symbol
680 and a list.
682   Here are examples of lists written in Lisp syntax:
684 @example
685 (A 2 "A")            ; @r{A list of three elements.}
686 ()                   ; @r{A list of no elements (the empty list).}
687 nil                  ; @r{A list of no elements (the empty list).}
688 ("A ()")             ; @r{A list of one element: the string @code{"A ()"}.}
689 (A ())               ; @r{A list of two elements: @code{A} and the empty list.}
690 (A nil)              ; @r{Equivalent to the previous.}
691 ((A B C))            ; @r{A list of one element}
692                      ;   @r{(which is a list of three elements).}
693 @end example
695   Here is the list @code{(A ())}, or equivalently @code{(A nil)},
696 depicted with boxes and arrows:
698 @example
699 @group
700     --- ---      --- ---
701    |   |   |--> |   |   |--> nil
702     --- ---      --- ---
703      |            |
704      |            |
705       --> A        --> nil
706 @end group
707 @end example
709 @menu
710 * Dotted Pair Notation::        An alternative syntax for lists.
711 * Association List Type::       A specially constructed list.
712 @end menu
714 @node Dotted Pair Notation
715 @comment  node-name,  next,  previous,  up
716 @subsubsection Dotted Pair Notation
717 @cindex dotted pair notation
718 @cindex @samp{.} in lists
720   @dfn{Dotted pair notation} is an alternative syntax for cons cells
721 that represents the @sc{car} and @sc{cdr} explicitly.  In this syntax,
722 @code{(@var{a} .@: @var{b})} stands for a cons cell whose @sc{car} is
723 the object @var{a}, and whose @sc{cdr} is the object @var{b}.  Dotted
724 pair notation is therefore more general than list syntax.  In the dotted
725 pair notation, the list @samp{(1 2 3)} is written as @samp{(1 . (2 . (3
726 . nil)))}.  For @code{nil}-terminated lists, you can use either
727 notation, but list notation is usually clearer and more convenient.
728 When printing a list, the dotted pair notation is only used if the
729 @sc{cdr} of a cons cell is not a list.
731   Here's an example using boxes to illustrate dotted pair notation.
732 This example shows the pair @code{(rose . violet)}:
734 @example
735 @group
736     --- ---
737    |   |   |--> violet
738     --- ---
739      |
740      |
741       --> rose
742 @end group
743 @end example
745   You can combine dotted pair notation with list notation to represent
746 conveniently a chain of cons cells with a non-@code{nil} final @sc{cdr}.
747 You write a dot after the last element of the list, followed by the
748 @sc{cdr} of the final cons cell.  For example, @code{(rose violet
749 . buttercup)} is equivalent to @code{(rose . (violet . buttercup))}.
750 The object looks like this:
752 @example
753 @group
754     --- ---      --- ---
755    |   |   |--> |   |   |--> buttercup
756     --- ---      --- ---
757      |            |
758      |            |
759       --> rose     --> violet
760 @end group
761 @end example
763   The syntax @code{(rose .@: violet .@: buttercup)} is invalid because
764 there is nothing that it could mean.  If anything, it would say to put
765 @code{buttercup} in the @sc{cdr} of a cons cell whose @sc{cdr} is already
766 used for @code{violet}.
768   The list @code{(rose violet)} is equivalent to @code{(rose . (violet))},
769 and looks like this:
771 @example
772 @group
773     --- ---      --- ---
774    |   |   |--> |   |   |--> nil
775     --- ---      --- ---
776      |            |
777      |            |
778       --> rose     --> violet
779 @end group
780 @end example
782   Similarly, the three-element list @code{(rose violet buttercup)}
783 is equivalent to @code{(rose . (violet . (buttercup)))}.
784 @ifnottex
785 It looks like this:
787 @example
788 @group
789     --- ---      --- ---      --- ---
790    |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
791     --- ---      --- ---      --- ---
792      |            |            |
793      |            |            |
794       --> rose     --> violet   --> buttercup
795 @end group
796 @end example
797 @end ifnottex
799 @node Association List Type
800 @comment  node-name,  next,  previous,  up
801 @subsubsection Association List Type
803   An @dfn{association list} or @dfn{alist} is a specially-constructed
804 list whose elements are cons cells.  In each element, the @sc{car} is
805 considered a @dfn{key}, and the @sc{cdr} is considered an
806 @dfn{associated value}.  (In some cases, the associated value is stored
807 in the @sc{car} of the @sc{cdr}.)  Association lists are often used as
808 stacks, since it is easy to add or remove associations at the front of
809 the list.
811   For example,
813 @example
814 (setq alist-of-colors
815       '((rose . red) (lily . white) (buttercup . yellow)))
816 @end example
818 @noindent
819 sets the variable @code{alist-of-colors} to an alist of three elements.  In the
820 first element, @code{rose} is the key and @code{red} is the value.
822   @xref{Association Lists}, for a further explanation of alists and for
823 functions that work on alists.  @xref{Hash Tables}, for another kind of
824 lookup table, which is much faster for handling a large number of keys.
826 @node Array Type
827 @subsection Array Type
829   An @dfn{array} is composed of an arbitrary number of slots for
830 holding or referring to other Lisp objects, arranged in a contiguous block of
831 memory.  Accessing any element of an array takes approximately the same
832 amount of time.  In contrast, accessing an element of a list requires
833 time proportional to the position of the element in the list.  (Elements
834 at the end of a list take longer to access than elements at the
835 beginning of a list.)
837   Emacs defines four types of array: strings, vectors, bool-vectors, and
838 char-tables.
840   A string is an array of characters and a vector is an array of
841 arbitrary objects.  A bool-vector can hold only @code{t} or @code{nil}.
842 These kinds of array may have any length up to the largest integer.
843 Char-tables are sparse arrays indexed by any valid character code; they
844 can hold arbitrary objects.
846   The first element of an array has index zero, the second element has
847 index 1, and so on.  This is called @dfn{zero-origin} indexing.  For
848 example, an array of four elements has indices 0, 1, 2, @w{and 3}.  The
849 largest possible index value is one less than the length of the array.
850 Once an array is created, its length is fixed.
852   All Emacs Lisp arrays are one-dimensional.  (Most other programming
853 languages support multidimensional arrays, but they are not essential;
854 you can get the same effect with an array of arrays.)  Each type of
855 array has its own read syntax; see the following sections for details.
857   The array type is contained in the sequence type and
858 contains the string type, the vector type, the bool-vector type, and the
859 char-table type.
861 @node String Type
862 @subsection String Type
864   A @dfn{string} is an array of characters.  Strings are used for many
865 purposes in Emacs, as can be expected in a text editor; for example, as
866 the names of Lisp symbols, as messages for the user, and to represent
867 text extracted from buffers.  Strings in Lisp are constants: evaluation
868 of a string returns the same string.
870   @xref{Strings and Characters}, for functions that operate on strings.
872 @menu
873 * Syntax for Strings::
874 * Non-ASCII in Strings::
875 * Nonprinting Characters::
876 * Text Props and Strings::
877 @end menu
879 @node Syntax for Strings
880 @subsubsection Syntax for Strings
882 @cindex @samp{"} in strings
883 @cindex double-quote in strings
884 @cindex @samp{\} in strings
885 @cindex backslash in strings
886   The read syntax for strings is a double-quote, an arbitrary number of
887 characters, and another double-quote, @code{"like this"}.  To include a
888 double-quote in a string, precede it with a backslash; thus, @code{"\""}
889 is a string containing just a single double-quote character.  Likewise,
890 you can include a backslash by preceding it with another backslash, like
891 this: @code{"this \\ is a single embedded backslash"}.
893 @cindex newline in strings
894   The newline character is not special in the read syntax for strings;
895 if you write a new line between the double-quotes, it becomes a
896 character in the string.  But an escaped newline---one that is preceded
897 by @samp{\}---does not become part of the string; i.e., the Lisp reader
898 ignores an escaped newline while reading a string.  An escaped space
899 @w{@samp{\ }} is likewise ignored.
901 @example
902 "It is useful to include newlines
903 in documentation strings,
904 but the newline is \
905 ignored if escaped."
906      @result{} "It is useful to include newlines
907 in documentation strings,
908 but the newline is ignored if escaped."
909 @end example
911 @node Non-ASCII in Strings
912 @subsubsection Non-@sc{ascii} Characters in Strings
914   You can include a non-@sc{ascii} international character in a string
915 constant by writing it literally.  There are two text representations
916 for non-@sc{ascii} characters in Emacs strings (and in buffers): unibyte
917 and multibyte.  If the string constant is read from a multibyte source,
918 such as a multibyte buffer or string, or a file that would be visited as
919 multibyte, then the character is read as a multibyte character, and that
920 makes the string multibyte.  If the string constant is read from a
921 unibyte source, then the character is read as unibyte and that makes the
922 string unibyte.
924   You can also represent a multibyte non-@sc{ascii} character with its
925 character code: use a hex escape, @samp{\x@var{nnnnnnn}}, with as many
926 digits as necessary.  (Multibyte non-@sc{ascii} character codes are all
927 greater than 256.)  Any character which is not a valid hex digit
928 terminates this construct.  If the next character in the string could be
929 interpreted as a hex digit, write @w{@samp{\ }} (backslash and space) to
930 terminate the hex escape---for example, @w{@samp{\x8e0\ }} represents
931 one character, @samp{a} with grave accent.  @w{@samp{\ }} in a string
932 constant is just like backslash-newline; it does not contribute any
933 character to the string, but it does terminate the preceding hex escape.
935   Using a multibyte hex escape forces the string to multibyte.  You can
936 represent a unibyte non-@sc{ascii} character with its character code,
937 which must be in the range from 128 (0200 octal) to 255 (0377 octal).
938 This forces a unibyte string.
940   @xref{Text Representations}, for more information about the two
941 text representations.
943 @node Nonprinting Characters
944 @subsubsection Nonprinting Characters in Strings
946   You can use the same backslash escape-sequences in a string constant
947 as in character literals (but do not use the question mark that begins a
948 character constant).  For example, you can write a string containing the
949 nonprinting characters tab and @kbd{C-a}, with commas and spaces between
950 them, like this: @code{"\t, \C-a"}.  @xref{Character Type}, for a
951 description of the read syntax for characters.
953   However, not all of the characters you can write with backslash
954 escape-sequences are valid in strings.  The only control characters that
955 a string can hold are the @sc{ascii} control characters.  Strings do not
956 distinguish case in @sc{ascii} control characters.
958   Properly speaking, strings cannot hold meta characters; but when a
959 string is to be used as a key sequence, there is a special convention
960 that provides a way to represent meta versions of @sc{ascii} characters in a
961 string.  If you use the @samp{\M-} syntax to indicate a meta character
962 in a string constant, this sets the
963 @tex
964 @math{2^{7}}
965 @end tex
966 @ifnottex
967 2**7
968 @end ifnottex
969 bit of the character in the string.  If the string is used in
970 @code{define-key} or @code{lookup-key}, this numeric code is translated
971 into the equivalent meta character.  @xref{Character Type}.
973   Strings cannot hold characters that have the hyper, super, or alt
974 modifiers.
976 @node Text Props and Strings
977 @subsubsection Text Properties in Strings
979   A string can hold properties for the characters it contains, in
980 addition to the characters themselves.  This enables programs that copy
981 text between strings and buffers to copy the text's properties with no
982 special effort.  @xref{Text Properties}, for an explanation of what text
983 properties mean.  Strings with text properties use a special read and
984 print syntax:
986 @example
987 #("@var{characters}" @var{property-data}...)
988 @end example
990 @noindent
991 where @var{property-data} consists of zero or more elements, in groups
992 of three as follows:
994 @example
995 @var{beg} @var{end} @var{plist}
996 @end example
998 @noindent
999 The elements @var{beg} and @var{end} are integers, and together specify
1000 a range of indices in the string; @var{plist} is the property list for
1001 that range.  For example,
1003 @example
1004 #("foo bar" 0 3 (face bold) 3 4 nil 4 7 (face italic))
1005 @end example
1007 @noindent
1008 represents a string whose textual contents are @samp{foo bar}, in which
1009 the first three characters have a @code{face} property with value
1010 @code{bold}, and the last three have a @code{face} property with value
1011 @code{italic}.  (The fourth character has no text properties, so its
1012 property list is @code{nil}.  It is not actually necessary to mention
1013 ranges with @code{nil} as the property list, since any characters not
1014 mentioned in any range will default to having no properties.)
1016 @node Vector Type
1017 @subsection Vector Type
1019   A @dfn{vector} is a one-dimensional array of elements of any type.  It
1020 takes a constant amount of time to access any element of a vector.  (In
1021 a list, the access time of an element is proportional to the distance of
1022 the element from the beginning of the list.)
1024   The printed representation of a vector consists of a left square
1025 bracket, the elements, and a right square bracket.  This is also the
1026 read syntax.  Like numbers and strings, vectors are considered constants
1027 for evaluation.
1029 @example
1030 [1 "two" (three)]      ; @r{A vector of three elements.}
1031      @result{} [1 "two" (three)]
1032 @end example
1034   @xref{Vectors}, for functions that work with vectors.
1036 @node Char-Table Type
1037 @subsection Char-Table Type
1039   A @dfn{char-table} is a one-dimensional array of elements of any type,
1040 indexed by character codes.  Char-tables have certain extra features to
1041 make them more useful for many jobs that involve assigning information
1042 to character codes---for example, a char-table can have a parent to
1043 inherit from, a default value, and a small number of extra slots to use for
1044 special purposes.  A char-table can also specify a single value for
1045 a whole character set.
1047   The printed representation of a char-table is like a vector
1048 except that there is an extra @samp{#^} at the beginning.
1050   @xref{Char-Tables}, for special functions to operate on char-tables.
1051 Uses of char-tables include:
1053 @itemize @bullet
1054 @item
1055 Case tables (@pxref{Case Tables}).
1057 @item
1058 Character category tables (@pxref{Categories}).
1060 @item
1061 Display tables (@pxref{Display Tables}).
1063 @item
1064 Syntax tables (@pxref{Syntax Tables}).
1065 @end itemize
1067 @node Bool-Vector Type
1068 @subsection Bool-Vector Type
1070   A @dfn{bool-vector} is a one-dimensional array of elements that
1071 must be @code{t} or @code{nil}.
1073   The printed representation of a bool-vector is like a string, except
1074 that it begins with @samp{#&} followed by the length.  The string
1075 constant that follows actually specifies the contents of the bool-vector
1076 as a bitmap---each ``character'' in the string contains 8 bits, which
1077 specify the next 8 elements of the bool-vector (1 stands for @code{t},
1078 and 0 for @code{nil}).  The least significant bits of the character
1079 correspond to the lowest indices in the bool-vector.  If the length is not a
1080 multiple of 8, the printed representation shows extra elements, but
1081 these extras really make no difference.
1083 @example
1084 (make-bool-vector 3 t)
1085      @result{} #&3"\007"
1086 (make-bool-vector 3 nil)
1087      @result{} #&3"\0"
1088 ;; @r{These are equal since only the first 3 bits are used.}
1089 (equal #&3"\377" #&3"\007")
1090      @result{} t
1091 @end example
1093 @node Hash Table Type
1094 @subsection Hash Table Type
1096     A hash table is a very fast kind of lookup table, somewhat like an
1097 alist in that it maps keys to corresponding values, but much faster.
1098 Hash tables are a new feature in Emacs 21; they have no read syntax, and
1099 print using hash notation.  @xref{Hash Tables}.
1101 @example
1102 (make-hash-table)
1103      @result{} #<hash-table 'eql nil 0/65 0x83af980>
1104 @end example
1106 @node Function Type
1107 @subsection Function Type
1109   Just as functions in other programming languages are executable,
1110 @dfn{Lisp function} objects are pieces of executable code.  However,
1111 functions in Lisp are primarily Lisp objects, and only secondarily the
1112 text which represents them.  These Lisp objects are lambda expressions:
1113 lists whose first element is the symbol @code{lambda} (@pxref{Lambda
1114 Expressions}).
1116   In most programming languages, it is impossible to have a function
1117 without a name.  In Lisp, a function has no intrinsic name.  A lambda
1118 expression is also called an @dfn{anonymous function} (@pxref{Anonymous
1119 Functions}).  A named function in Lisp is actually a symbol with a valid
1120 function in its function cell (@pxref{Defining Functions}).
1122   Most of the time, functions are called when their names are written in
1123 Lisp expressions in Lisp programs.  However, you can construct or obtain
1124 a function object at run time and then call it with the primitive
1125 functions @code{funcall} and @code{apply}.  @xref{Calling Functions}.
1127 @node Macro Type
1128 @subsection Macro Type
1130   A @dfn{Lisp macro} is a user-defined construct that extends the Lisp
1131 language.  It is represented as an object much like a function, but with
1132 different argument-passing semantics.  A Lisp macro has the form of a
1133 list whose first element is the symbol @code{macro} and whose @sc{cdr}
1134 is a Lisp function object, including the @code{lambda} symbol.
1136   Lisp macro objects are usually defined with the built-in
1137 @code{defmacro} function, but any list that begins with @code{macro} is
1138 a macro as far as Emacs is concerned.  @xref{Macros}, for an explanation
1139 of how to write a macro.
1141   @strong{Warning}: Lisp macros and keyboard macros (@pxref{Keyboard
1142 Macros}) are entirely different things.  When we use the word ``macro''
1143 without qualification, we mean a Lisp macro, not a keyboard macro.
1145 @node Primitive Function Type
1146 @subsection Primitive Function Type
1147 @cindex special forms
1149   A @dfn{primitive function} is a function callable from Lisp but
1150 written in the C programming language.  Primitive functions are also
1151 called @dfn{subrs} or @dfn{built-in functions}.  (The word ``subr'' is
1152 derived from ``subroutine''.)  Most primitive functions evaluate all
1153 their arguments when they are called.  A primitive function that does
1154 not evaluate all its arguments is called a @dfn{special form}
1155 (@pxref{Special Forms}).@refill
1157   It does not matter to the caller of a function whether the function is
1158 primitive.  However, this does matter if you try to redefine a primitive
1159 with a function written in Lisp.  The reason is that the primitive
1160 function may be called directly from C code.  Calls to the redefined
1161 function from Lisp will use the new definition, but calls from C code
1162 may still use the built-in definition.  Therefore, @strong{we discourage
1163 redefinition of primitive functions}.
1165   The term @dfn{function} refers to all Emacs functions, whether written
1166 in Lisp or C.  @xref{Function Type}, for information about the
1167 functions written in Lisp.
1169   Primitive functions have no read syntax and print in hash notation
1170 with the name of the subroutine.
1172 @example
1173 @group
1174 (symbol-function 'car)          ; @r{Access the function cell}
1175                                 ;   @r{of the symbol.}
1176      @result{} #<subr car>
1177 (subrp (symbol-function 'car))  ; @r{Is this a primitive function?}
1178      @result{} t                       ; @r{Yes.}
1179 @end group
1180 @end example
1182 @node Byte-Code Type
1183 @subsection Byte-Code Function Type
1185 The byte compiler produces @dfn{byte-code function objects}.
1186 Internally, a byte-code function object is much like a vector; however,
1187 the evaluator handles this data type specially when it appears as a
1188 function to be called.  @xref{Byte Compilation}, for information about
1189 the byte compiler.
1191 The printed representation and read syntax for a byte-code function
1192 object is like that for a vector, with an additional @samp{#} before the
1193 opening @samp{[}.
1195 @node Autoload Type
1196 @subsection Autoload Type
1198   An @dfn{autoload object} is a list whose first element is the symbol
1199 @code{autoload}.  It is stored as the function definition of a symbol,
1200 where it serves as a placeholder for the real definition.  The autoload
1201 object says that the real definition is found in a file of Lisp code
1202 that should be loaded when necessary.  It contains the name of the file,
1203 plus some other information about the real definition.
1205   After the file has been loaded, the symbol should have a new function
1206 definition that is not an autoload object.  The new definition is then
1207 called as if it had been there to begin with.  From the user's point of
1208 view, the function call works as expected, using the function definition
1209 in the loaded file.
1211   An autoload object is usually created with the function
1212 @code{autoload}, which stores the object in the function cell of a
1213 symbol.  @xref{Autoload}, for more details.
1215 @node Editing Types
1216 @section Editing Types
1217 @cindex editing types
1219   The types in the previous section are used for general programming
1220 purposes, and most of them are common to most Lisp dialects.  Emacs Lisp
1221 provides several additional data types for purposes connected with
1222 editing.
1224 @menu
1225 * Buffer Type::         The basic object of editing.
1226 * Marker Type::         A position in a buffer.
1227 * Window Type::         Buffers are displayed in windows.
1228 * Frame Type::          Windows subdivide frames.
1229 * Window Configuration Type::   Recording the way a frame is subdivided.
1230 * Frame Configuration Type::    Recording the status of all frames.
1231 * Process Type::        A process running on the underlying OS.
1232 * Stream Type::         Receive or send characters.
1233 * Keymap Type::         What function a keystroke invokes.
1234 * Overlay Type::        How an overlay is represented.
1235 @end menu
1237 @node Buffer Type
1238 @subsection Buffer Type
1240   A @dfn{buffer} is an object that holds text that can be edited
1241 (@pxref{Buffers}).  Most buffers hold the contents of a disk file
1242 (@pxref{Files}) so they can be edited, but some are used for other
1243 purposes.  Most buffers are also meant to be seen by the user, and
1244 therefore displayed, at some time, in a window (@pxref{Windows}).  But a
1245 buffer need not be displayed in any window.
1247   The contents of a buffer are much like a string, but buffers are not
1248 used like strings in Emacs Lisp, and the available operations are
1249 different.  For example, you can insert text efficiently into an
1250 existing buffer, altering the buffer's contents, whereas ``inserting''
1251 text into a string requires concatenating substrings, and the result is
1252 an entirely new string object.
1254   Each buffer has a designated position called @dfn{point}
1255 (@pxref{Positions}).  At any time, one buffer is the @dfn{current
1256 buffer}.  Most editing commands act on the contents of the current
1257 buffer in the neighborhood of point.  Many of the standard Emacs
1258 functions manipulate or test the characters in the current buffer; a
1259 whole chapter in this manual is devoted to describing these functions
1260 (@pxref{Text}).
1262   Several other data structures are associated with each buffer:
1264 @itemize @bullet
1265 @item
1266 a local syntax table (@pxref{Syntax Tables});
1268 @item
1269 a local keymap (@pxref{Keymaps}); and,
1271 @item
1272 a list of buffer-local variable bindings (@pxref{Buffer-Local Variables}).
1274 @item
1275 overlays (@pxref{Overlays}).
1277 @item
1278 text properties for the text in the buffer (@pxref{Text Properties}).
1279 @end itemize
1281 @noindent
1282 The local keymap and variable list contain entries that individually
1283 override global bindings or values.  These are used to customize the
1284 behavior of programs in different buffers, without actually changing the
1285 programs.
1287   A buffer may be @dfn{indirect}, which means it shares the text
1288 of another buffer, but presents it differently.  @xref{Indirect Buffers}.
1290   Buffers have no read syntax.  They print in hash notation, showing the
1291 buffer name.
1293 @example
1294 @group
1295 (current-buffer)
1296      @result{} #<buffer objects.texi>
1297 @end group
1298 @end example
1300 @node Marker Type
1301 @subsection Marker Type
1303   A @dfn{marker} denotes a position in a specific buffer.  Markers
1304 therefore have two components: one for the buffer, and one for the
1305 position.  Changes in the buffer's text automatically relocate the
1306 position value as necessary to ensure that the marker always points
1307 between the same two characters in the buffer.
1309   Markers have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1310 current character position and the name of the buffer.
1312 @example
1313 @group
1314 (point-marker)
1315      @result{} #<marker at 10779 in objects.texi>
1316 @end group
1317 @end example
1319 @xref{Markers}, for information on how to test, create, copy, and move
1320 markers.
1322 @node Window Type
1323 @subsection Window Type
1325   A @dfn{window} describes the portion of the terminal screen that Emacs
1326 uses to display a buffer.  Every window has one associated buffer, whose
1327 contents appear in the window.  By contrast, a given buffer may appear
1328 in one window, no window, or several windows.
1330   Though many windows may exist simultaneously, at any time one window
1331 is designated the @dfn{selected window}.  This is the window where the
1332 cursor is (usually) displayed when Emacs is ready for a command.  The
1333 selected window usually displays the current buffer, but this is not
1334 necessarily the case.
1336   Windows are grouped on the screen into frames; each window belongs to
1337 one and only one frame.  @xref{Frame Type}.
1339   Windows have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1340 window number and the name of the buffer being displayed.  The window
1341 numbers exist to identify windows uniquely, since the buffer displayed
1342 in any given window can change frequently.
1344 @example
1345 @group
1346 (selected-window)
1347      @result{} #<window 1 on objects.texi>
1348 @end group
1349 @end example
1351   @xref{Windows}, for a description of the functions that work on windows.
1353 @node Frame Type
1354 @subsection Frame Type
1356   A @dfn{frame} is a rectangle on the screen that contains one or more
1357 Emacs windows.  A frame initially contains a single main window (plus
1358 perhaps a minibuffer window) which you can subdivide vertically or
1359 horizontally into smaller windows.
1361   Frames have no read syntax.  They print in hash notation, giving the
1362 frame's title, plus its address in core (useful to identify the frame
1363 uniquely).
1365 @example
1366 @group
1367 (selected-frame)
1368      @result{} #<frame emacs@@psilocin.gnu.org 0xdac80>
1369 @end group
1370 @end example
1372   @xref{Frames}, for a description of the functions that work on frames.
1374 @node Window Configuration Type
1375 @subsection Window Configuration Type
1376 @cindex screen layout
1378   A @dfn{window configuration} stores information about the positions,
1379 sizes, and contents of the windows in a frame, so you can recreate the
1380 same arrangement of windows later.
1382   Window configurations do not have a read syntax; their print syntax
1383 looks like @samp{#<window-configuration>}.  @xref{Window
1384 Configurations}, for a description of several functions related to
1385 window configurations.
1387 @node Frame Configuration Type
1388 @subsection Frame Configuration Type
1389 @cindex screen layout
1391   A @dfn{frame configuration} stores information about the positions,
1392 sizes, and contents of the windows in all frames.  It is actually
1393 a list whose @sc{car} is @code{frame-configuration} and whose
1394 @sc{cdr} is an alist.  Each alist element describes one frame,
1395 which appears as the @sc{car} of that element.
1397   @xref{Frame Configurations}, for a description of several functions
1398 related to frame configurations.
1400 @node Process Type
1401 @subsection Process Type
1403   The word @dfn{process} usually means a running program.  Emacs itself
1404 runs in a process of this sort.  However, in Emacs Lisp, a process is a
1405 Lisp object that designates a subprocess created by the Emacs process.
1406 Programs such as shells, GDB, ftp, and compilers, running in
1407 subprocesses of Emacs, extend the capabilities of Emacs.
1409   An Emacs subprocess takes textual input from Emacs and returns textual
1410 output to Emacs for further manipulation.  Emacs can also send signals
1411 to the subprocess.
1413   Process objects have no read syntax.  They print in hash notation,
1414 giving the name of the process:
1416 @example
1417 @group
1418 (process-list)
1419      @result{} (#<process shell>)
1420 @end group
1421 @end example
1423 @xref{Processes}, for information about functions that create, delete,
1424 return information about, send input or signals to, and receive output
1425 from processes.
1427 @node Stream Type
1428 @subsection Stream Type
1430   A @dfn{stream} is an object that can be used as a source or sink for
1431 characters---either to supply characters for input or to accept them as
1432 output.  Many different types can be used this way: markers, buffers,
1433 strings, and functions.  Most often, input streams (character sources)
1434 obtain characters from the keyboard, a buffer, or a file, and output
1435 streams (character sinks) send characters to a buffer, such as a
1436 @file{*Help*} buffer, or to the echo area.
1438   The object @code{nil}, in addition to its other meanings, may be used
1439 as a stream.  It stands for the value of the variable
1440 @code{standard-input} or @code{standard-output}.  Also, the object
1441 @code{t} as a stream specifies input using the minibuffer
1442 (@pxref{Minibuffers}) or output in the echo area (@pxref{The Echo
1443 Area}).
1445   Streams have no special printed representation or read syntax, and
1446 print as whatever primitive type they are.
1448   @xref{Read and Print}, for a description of functions
1449 related to streams, including parsing and printing functions.
1451 @node Keymap Type
1452 @subsection Keymap Type
1454   A @dfn{keymap} maps keys typed by the user to commands.  This mapping
1455 controls how the user's command input is executed.  A keymap is actually
1456 a list whose @sc{car} is the symbol @code{keymap}.
1458   @xref{Keymaps}, for information about creating keymaps, handling prefix
1459 keys, local as well as global keymaps, and changing key bindings.
1461 @node Overlay Type
1462 @subsection Overlay Type
1464   An @dfn{overlay} specifies properties that apply to a part of a
1465 buffer.  Each overlay applies to a specified range of the buffer, and
1466 contains a property list (a list whose elements are alternating property
1467 names and values).  Overlay properties are used to present parts of the
1468 buffer temporarily in a different display style.  Overlays have no read
1469 syntax, and print in hash notation, giving the buffer name and range of
1470 positions.
1472   @xref{Overlays}, for how to create and use overlays.
1474 @node Circular Objects
1475 @section Read Syntax for Circular Objects
1476 @cindex circular structure, read syntax
1477 @cindex shared structure, read syntax
1478 @cindex @samp{#@var{n}=} read syntax
1479 @cindex @samp{#@var{n}#} read syntax
1481   In Emacs 21, to represent shared or circular structure within a
1482 complex of Lisp objects, you can use the reader constructs
1483 @samp{#@var{n}=} and @samp{#@var{n}#}.
1485   Use @code{#@var{n}=} before an object to label it for later reference;
1486 subsequently, you can use @code{#@var{n}#} to refer the same object in
1487 another place.  Here, @var{n} is some integer.  For example, here is how
1488 to make a list in which the first element recurs as the third element:
1490 @example
1491 (#1=(a) b #1#)
1492 @end example
1494 @noindent
1495 This differs from ordinary syntax such as this
1497 @example
1498 ((a) b (a))
1499 @end example
1501 @noindent
1502 which would result in a list whose first and third elements
1503 look alike but are not the same Lisp object.  This shows the difference:
1505 @example
1506 (prog1 nil
1507   (setq x '(#1=(a) b #1#)))
1508 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1509      @result{} t
1510 (setq x '((a) b (a)))
1511 (eq (nth 0 x) (nth 2 x))
1512      @result{} nil
1513 @end example
1515   You can also use the same syntax to make a circular structure, which
1516 appears as an ``element'' within itself.  Here is an example:
1518 @example
1519 #1=(a #1#)
1520 @end example
1522 @noindent
1523 This makes a list whose second element is the list itself.
1524 Here's how you can see that it really works:
1526 @example
1527 (prog1 nil
1528   (setq x '#1=(a #1#)))
1529 (eq x (cadr x))
1530      @result{} t
1531 @end example
1533   The Lisp printer can produce this syntax to record circular and shared
1534 structure in a Lisp object, if you bind the variable @code{print-circle}
1535 to a non-@code{nil} value.  @xref{Output Variables}.
1537 @node Type Predicates
1538 @section Type Predicates
1539 @cindex predicates
1540 @cindex type checking
1541 @kindex wrong-type-argument
1543   The Emacs Lisp interpreter itself does not perform type checking on
1544 the actual arguments passed to functions when they are called.  It could
1545 not do so, since function arguments in Lisp do not have declared data
1546 types, as they do in other programming languages.  It is therefore up to
1547 the individual function to test whether each actual argument belongs to
1548 a type that the function can use.
1550   All built-in functions do check the types of their actual arguments
1551 when appropriate, and signal a @code{wrong-type-argument} error if an
1552 argument is of the wrong type.  For example, here is what happens if you
1553 pass an argument to @code{+} that it cannot handle:
1555 @example
1556 @group
1557 (+ 2 'a)
1558      @error{} Wrong type argument: number-or-marker-p, a
1559 @end group
1560 @end example
1562 @cindex type predicates
1563 @cindex testing types
1564   If you want your program to handle different types differently, you
1565 must do explicit type checking.  The most common way to check the type
1566 of an object is to call a @dfn{type predicate} function.  Emacs has a
1567 type predicate for each type, as well as some predicates for
1568 combinations of types.
1570   A type predicate function takes one argument; it returns @code{t} if
1571 the argument belongs to the appropriate type, and @code{nil} otherwise.
1572 Following a general Lisp convention for predicate functions, most type
1573 predicates' names end with @samp{p}.
1575   Here is an example which uses the predicates @code{listp} to check for
1576 a list and @code{symbolp} to check for a symbol.
1578 @example
1579 (defun add-on (x)
1580   (cond ((symbolp x)
1581          ;; If X is a symbol, put it on LIST.
1582          (setq list (cons x list)))
1583         ((listp x)
1584          ;; If X is a list, add its elements to LIST.
1585          (setq list (append x list)))
1586         (t
1587          ;; We handle only symbols and lists.
1588          (error "Invalid argument %s in add-on" x))))
1589 @end example
1591   Here is a table of predefined type predicates, in alphabetical order,
1592 with references to further information.
1594 @table @code
1595 @item atom
1596 @xref{List-related Predicates, atom}.
1598 @item arrayp
1599 @xref{Array Functions, arrayp}.
1601 @item bool-vector-p
1602 @xref{Bool-Vectors, bool-vector-p}.
1604 @item bufferp
1605 @xref{Buffer Basics, bufferp}.
1607 @item byte-code-function-p
1608 @xref{Byte-Code Type, byte-code-function-p}.
1610 @item case-table-p
1611 @xref{Case Tables, case-table-p}.
1613 @item char-or-string-p
1614 @xref{Predicates for Strings, char-or-string-p}.
1616 @item char-table-p
1617 @xref{Char-Tables, char-table-p}.
1619 @item commandp
1620 @xref{Interactive Call, commandp}.
1622 @item consp
1623 @xref{List-related Predicates, consp}.
1625 @item display-table-p
1626 @xref{Display Tables, display-table-p}.
1628 @item floatp
1629 @xref{Predicates on Numbers, floatp}.
1631 @item frame-configuration-p
1632 @xref{Frame Configurations, frame-configuration-p}.
1634 @item frame-live-p
1635 @xref{Deleting Frames, frame-live-p}.
1637 @item framep
1638 @xref{Frames, framep}.
1640 @item functionp
1641 @xref{Functions, functionp}.
1643 @item integer-or-marker-p
1644 @xref{Predicates on Markers, integer-or-marker-p}.
1646 @item integerp
1647 @xref{Predicates on Numbers, integerp}.
1649 @item keymapp
1650 @xref{Creating Keymaps, keymapp}.
1652 @item keywordp
1653 @xref{Constant Variables}.
1655 @item listp
1656 @xref{List-related Predicates, listp}.
1658 @item markerp
1659 @xref{Predicates on Markers, markerp}.
1661 @item wholenump
1662 @xref{Predicates on Numbers, wholenump}.
1664 @item nlistp
1665 @xref{List-related Predicates, nlistp}.
1667 @item numberp
1668 @xref{Predicates on Numbers, numberp}.
1670 @item number-or-marker-p
1671 @xref{Predicates on Markers, number-or-marker-p}.
1673 @item overlayp
1674 @xref{Overlays, overlayp}.
1676 @item processp
1677 @xref{Processes, processp}.
1679 @item sequencep
1680 @xref{Sequence Functions, sequencep}.
1682 @item stringp
1683 @xref{Predicates for Strings, stringp}.
1685 @item subrp
1686 @xref{Function Cells, subrp}.
1688 @item symbolp
1689 @xref{Symbols, symbolp}.
1691 @item syntax-table-p
1692 @xref{Syntax Tables, syntax-table-p}.
1694 @item user-variable-p
1695 @xref{Defining Variables, user-variable-p}.
1697 @item vectorp
1698 @xref{Vectors, vectorp}.
1700 @item window-configuration-p
1701 @xref{Window Configurations, window-configuration-p}.
1703 @item window-live-p
1704 @xref{Deleting Windows, window-live-p}.
1706 @item windowp
1707 @xref{Basic Windows, windowp}.
1708 @end table
1710   The most general way to check the type of an object is to call the
1711 function @code{type-of}.  Recall that each object belongs to one and
1712 only one primitive type; @code{type-of} tells you which one (@pxref{Lisp
1713 Data Types}).  But @code{type-of} knows nothing about non-primitive
1714 types.  In most cases, it is more convenient to use type predicates than
1715 @code{type-of}.
1717 @defun type-of object
1718 This function returns a symbol naming the primitive type of
1719 @var{object}.  The value is one of the symbols @code{symbol},
1720 @code{integer}, @code{float}, @code{string}, @code{cons}, @code{vector},
1721 @code{char-table}, @code{bool-vector}, @code{hash-table}, @code{subr},
1722 @code{compiled-function}, @code{marker}, @code{overlay}, @code{window},
1723 @code{buffer}, @code{frame}, @code{process}, or
1724 @code{window-configuration}.
1726 @example
1727 (type-of 1)
1728      @result{} integer
1729 (type-of 'nil)
1730      @result{} symbol
1731 (type-of '())    ; @r{@code{()} is @code{nil}.}
1732      @result{} symbol
1733 (type-of '(x))
1734      @result{} cons
1735 @end example
1736 @end defun
1738 @node Equality Predicates
1739 @section Equality Predicates
1740 @cindex equality
1742   Here we describe two functions that test for equality between any two
1743 objects.  Other functions test equality between objects of specific
1744 types, e.g., strings.  For these predicates, see the appropriate chapter
1745 describing the data type.
1747 @defun eq object1 object2
1748 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1749 the same object, @code{nil} otherwise.  The ``same object'' means that a
1750 change in one will be reflected by the same change in the other.
1752 @code{eq} returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} are
1753 integers with the same value.  Also, since symbol names are normally
1754 unique, if the arguments are symbols with the same name, they are
1755 @code{eq}.  For other types (e.g., lists, vectors, strings), two
1756 arguments with the same contents or elements are not necessarily
1757 @code{eq} to each other: they are @code{eq} only if they are the same
1758 object.
1760 @example
1761 @group
1762 (eq 'foo 'foo)
1763      @result{} t
1764 @end group
1766 @group
1767 (eq 456 456)
1768      @result{} t
1769 @end group
1771 @group
1772 (eq "asdf" "asdf")
1773      @result{} nil
1774 @end group
1776 @group
1777 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1778      @result{} nil
1779 @end group
1781 @group
1782 (setq foo '(1 (2 (3))))
1783      @result{} (1 (2 (3)))
1784 (eq foo foo)
1785      @result{} t
1786 (eq foo '(1 (2 (3))))
1787      @result{} nil
1788 @end group
1790 @group
1791 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1792      @result{} nil
1793 @end group
1795 @group
1796 (eq (point-marker) (point-marker))
1797      @result{} nil
1798 @end group
1799 @end example
1801 The @code{make-symbol} function returns an uninterned symbol, distinct
1802 from the symbol that is used if you write the name in a Lisp expression.
1803 Distinct symbols with the same name are not @code{eq}.  @xref{Creating
1804 Symbols}.
1806 @example
1807 @group
1808 (eq (make-symbol "foo") 'foo)
1809      @result{} nil
1810 @end group
1811 @end example
1812 @end defun
1814 @defun equal object1 object2
1815 This function returns @code{t} if @var{object1} and @var{object2} have
1816 equal components, @code{nil} otherwise.  Whereas @code{eq} tests if its
1817 arguments are the same object, @code{equal} looks inside nonidentical
1818 arguments to see if their elements or contents are the same.  So, if two
1819 objects are @code{eq}, they are @code{equal}, but the converse is not
1820 always true.
1822 @example
1823 @group
1824 (equal 'foo 'foo)
1825      @result{} t
1826 @end group
1828 @group
1829 (equal 456 456)
1830      @result{} t
1831 @end group
1833 @group
1834 (equal "asdf" "asdf")
1835      @result{} t
1836 @end group
1837 @group
1838 (eq "asdf" "asdf")
1839      @result{} nil
1840 @end group
1842 @group
1843 (equal '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1844      @result{} t
1845 @end group
1846 @group
1847 (eq '(1 (2 (3))) '(1 (2 (3))))
1848      @result{} nil
1849 @end group
1851 @group
1852 (equal [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1853      @result{} t
1854 @end group
1855 @group
1856 (eq [(1 2) 3] [(1 2) 3])
1857      @result{} nil
1858 @end group
1860 @group
1861 (equal (point-marker) (point-marker))
1862      @result{} t
1863 @end group
1865 @group
1866 (eq (point-marker) (point-marker))
1867      @result{} nil
1868 @end group
1869 @end example
1871 Comparison of strings is case-sensitive, but does not take account of
1872 text properties---it compares only the characters in the strings.
1873 A unibyte string never equals a multibyte string unless the
1874 contents are entirely @sc{ascii} (@pxref{Text Representations}).
1876 @example
1877 @group
1878 (equal "asdf" "ASDF")
1879      @result{} nil
1880 @end group
1881 @end example
1883 However, two distinct buffers are never considered @code{equal}, even if
1884 their textual contents are the same.
1885 @end defun
1887   The test for equality is implemented recursively; for example, given
1888 two cons cells @var{x} and @var{y}, @code{(equal @var{x} @var{y})}
1889 returns @code{t} if and only if both the expressions below return
1890 @code{t}:
1892 @example
1893 (equal (car @var{x}) (car @var{y}))
1894 (equal (cdr @var{x}) (cdr @var{y}))
1895 @end example
1897 Because of this recursive method, circular lists may therefore cause
1898 infinite recursion (leading to an error).