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blobed4206c0b97589785d3a4dfc84a6924d0dfa37eb
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
4 @include emacsver.texi
6 @copying
7 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
9 Copyright @copyright{} 1993, 2001-2012 Free Software Foundation, Inc.
11 @quotation
12 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
13 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
14 any later version published by the Free Software Foundation; with no
15 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU Manual'',
16 and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the license
17 is included in the section entitled ``GNU Free Documentation License''.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have the freedom to copy and
20 modify this GNU manual.  Buying copies from the FSF supports it in
21 developing GNU and promoting software freedom.''
22 @end quotation
23 @end copying
25 @dircategory Emacs lisp libraries
26 @direntry
27 * CL: (cl).                     Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
28 @end direntry
30 @finalout
32 @titlepage
33 @sp 6
34 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
35 @sp 4
36 @center For GNU Emacs Lisp
37 @sp 1
38 @center as distributed with Emacs @value{EMACSVER}
39 @sp 5
40 @center Dave Gillespie
41 @center daveg@@synaptics.com
42 @page
43 @vskip 0pt plus 1filll
44 @insertcopying
45 @end titlepage
47 @contents
49 @ifnottex
50 @node Top
51 @top GNU Emacs Common Lisp Emulation
53 @insertcopying
54 @end ifnottex
56 @menu
57 * Overview::             Basics, usage, etc.
58 * Program Structure::    Arglists, @code{cl-eval-when}, @code{defalias}.
59 * Predicates::           @code{cl-typep} and @code{cl-equalp}.
60 * Control Structure::    @code{cl-do}, @code{cl-loop}, etc.
61 * Macros::               Destructuring, @code{cl-define-compiler-macro}.
62 * Declarations::         @code{cl-proclaim}, @code{cl-declare}, etc.
63 * Symbols::              Property lists, @code{cl-gensym}.
64 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers.
65 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting.
66 * Lists::                @code{cl-caddr}, @code{cl-sublis}, @code{cl-member}, @code{cl-assoc}, etc.
67 * Structures::           @code{cl-defstruct}.
68 * Assertions::           @code{cl-check-type}, @code{cl-assert}.
70 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques.
71 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele.
72 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code.
73 * Obsolete Features::           Obsolete features.
75 * GNU Free Documentation License:: The license for this documentation.
76 * Function Index::
77 * Variable Index::
78 @end menu
80 @node Overview
81 @chapter Overview
83 @noindent
84 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
85 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
86 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
87 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
89 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
90 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
91 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
92 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
93 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
94 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
96 The @code{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
97 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
98 implementation of Common Lisp, @code{CL} adds enough functionality
99 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
101 Some Common Lisp features have been omitted from this package
102 for various reasons:
104 @itemize @bullet
105 @item
106 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
107 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
108 examples of this group.
110 @item
111 Other features cannot be implemented without modification to the
112 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
113 case-insensitive symbols, and complex numbers.
114 The @code{CL} package generally makes no attempt to emulate these
115 features.
117 @end itemize
119 This package was originally written by Dave Gillespie,
120 @file{daveg@@synaptics.com}, as a total rewrite of an earlier 1986
121 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Care has been taken to ensure
122 that each function is defined efficiently, concisely, and with minimal
123 impact on the rest of the Emacs environment.  Stefan Monnier added the
124 file @file{cl-lib.el} and rationalized the namespace for Emacs 24.3.
126 @menu
127 * Usage::                How to use the CL package.
128 * Organization::         The package's component files.
129 * Naming Conventions::   Notes on CL function names.
130 @end menu
132 @node Usage
133 @section Usage
135 @noindent
136 The @code{CL} package is distributed with Emacs, so there is no need
137 to install any additional files in order to start using it.  Lisp code
138 that uses features from the @code{CL} package should simply include at
139 the beginning:
141 @example
142 (require 'cl-lib)
143 @end example
145 @noindent
146 You may wish to add such a statement to your init file, if you
147 make frequent use of CL features.
149 @node Organization
150 @section Organization
152 @noindent
153 The Common Lisp package is organized into four main files:
155 @table @file
156 @item cl-lib.el
157 This is the main file, which contains basic functions
158 and information about the package.  This file is relatively compact.
160 @item cl-extra.el
161 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
162 It is kept separate so that packages which only want to use Common
163 Lisp fundamentals like the @code{cl-incf} function won't need to pay
164 the overhead of loading the more advanced functions.
166 @item cl-seq.el
167 This file contains most of the advanced functions for operating
168 on sequences or lists, such as @code{cl-delete-if} and @code{cl-assoc}.
170 @item cl-macs.el
171 This file contains the features that are macros instead of functions.
172 Macros expand when the caller is compiled, not when it is run, so the
173 macros generally only need to be present when the byte-compiler is
174 running (or when the macros are used in uncompiled code).  Most of the
175 macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so that they
176 won't take up memory unless you are compiling.
177 @end table
179 The file @file{cl-lib.el} includes all necessary @code{autoload}
180 commands for the functions and macros in the other three files.
181 All you have to do is @code{(require 'cl-lib)}, and @file{cl-lib.el}
182 will take care of pulling in the other files when they are
183 needed.
185 There is another file, @file{cl.el}, which was the main entry point
186 to the CL package prior to Emacs 24.3.  Nowadays, it is replaced
187 by @file{cl-lib.el}.  The two provide the same features, but use
188 different function names (in fact, @file{cl.el} just defines aliases
189 to the @file{cl-lib.el} definitions).  In particular, the old @file{cl.el}
190 does not use a clean namespace.  For this reason, Emacs has a policy
191 that packages distributed with Emacs must not load @code{cl} at run time.
192 (It is ok for them to load @code{cl} at @emph{compile} time, with
193 @code{eval-when-compile}, and use the macros it provides.)  There is
194 no such restriction on the use of @code{cl-lib}.  New code should use
195 @code{cl-lib} rather than @code{cl}.  @xref{Naming Conventions}.
197 There is one more file, @file{cl-compat.el}, which defines some
198 routines from the older Quiroz CL package that are not otherwise
199 present in the new package.  This file is obsolete and should not be
200 used in new code.
202 @node Naming Conventions
203 @section Naming Conventions
205 @noindent
206 Except where noted, all functions defined by this package have the
207 same calling conventions as their Common Lisp counterparts, and
208 names that are those of Common Lisp plus a @samp{cl-} prefix.
210 Internal function and variable names in the package are prefixed
211 by @code{cl--}.  Here is a complete list of functions prefixed by
212 @code{cl-} that were not taken from Common Lisp:
214 @example
215 cl-callf         cl-callf2        cl-defsubst
216 cl-floatp-safe   cl-letf          cl-letf*
217 @end example
219 The following simple functions and macros are defined in @file{cl-lib.el};
220 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
222 @example
223 cl-floatp-safe   cl-endp
224 cl-evenp         cl-oddp          cl-plusp         cl-minusp
225 cl-caaar .. cl-cddddr
226 cl-list*         cl-ldiff         cl-rest          cl-first .. cl-tenth
227 cl-copy-list     cl-subst         cl-mapcar [2]
228 cl-adjoin [3]    cl-acons         cl-pairlis
229 cl-pushnew [3,4] cl-incf [4]      cl-decf [4]
230 cl-proclaim      cl-declaim
231 @end example
233 @noindent
234 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
236 @noindent
237 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
238 and @code{:key} is not used.
240 @noindent
241 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
243 @node Program Structure
244 @chapter Program Structure
246 @noindent
247 This section describes features of the @code{CL} package that have to
248 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
249 and the @code{cl-eval-when} construct.
251 @menu
252 * Argument Lists::       @code{&key}, @code{&aux}, @code{cl-defun}, @code{cl-defmacro}.
253 * Time of Evaluation::   The @code{cl-eval-when} construct.
254 @end menu
256 @node Argument Lists
257 @section Argument Lists
259 @noindent
260 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
261 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
262 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
263 values for optional arguments, and it provides the additional markers
264 @code{&key} and @code{&aux}.
266 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
267 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
268 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
269 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
271 @defmac cl-defun name arglist body...
272 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
273 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
274 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
275 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
276 @end defmac
278 @defmac cl-defsubst name arglist body...
279 This is just like @code{cl-defun}, except that the function that
280 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
281 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
282 This is analogous to the @code{defsubst} form;
283 @code{cl-defsubst} uses a different method (compiler macros) which
284 works in all versions of Emacs, and also generates somewhat more
285 efficient inline expansions.  In particular, @code{cl-defsubst}
286 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
287 etc., to be done at compile-time whenever possible.
288 @end defmac
290 @defmac cl-defmacro name arglist body...
291 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
292 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
293 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
294 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
295 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
296 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
297 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
298 @var{name}.
299 @end defmac
301 @defmac cl-function symbol-or-lambda
302 This is identical to the regular @code{function} form,
303 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
304 form may use a full Common Lisp argument list.
305 @end defmac
307 Also, all forms (such as @code{cl-flet} and @code{cl-labels}) defined
308 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
309 full Common Lisp argument lists.
311 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{cl-defun} in
312 order to have access to most @code{CL} features in your function.
313 These features are always present; @code{cl-defun}'s only
314 difference from @code{defun} is its more flexible argument
315 lists and its implicit block.
317 The full form of a Common Lisp argument list is
319 @example
320 (@var{var}...
321  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
322  &rest @var{var}
323  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
324  &aux (@var{var} @var{initform})...)
325 @end example
327 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
328 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
329 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
331 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
332 These arguments must always be specified in a call to the function;
333 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
334 required arguments are concerned.
336 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
337 arguments may be specified in the function call; if they are not,
338 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
339 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
340 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
341 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
342 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
343 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
344 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
345 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
346 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
347 function to tell whether it was called with no argument, or with
348 the default value passed explicitly as an argument.
350 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
351 more arguments were passed to the function than are accounted for
352 by the required and optional arguments, those extra arguments are
353 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
354 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
355 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
356 macro contexts; this package accepts it all the time.
358 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
359 are optional arguments which are specified by name rather than
360 positionally in the argument list.  For example,
362 @example
363 (cl-defun foo (a &optional b &key c d (e 17)))
364 @end example
366 @noindent
367 defines a function which may be called with one, two, or more
368 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
369 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
370 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
371 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
372 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
373 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
374 @code{t}.)
376 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
377 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
378 appears more than once in the function call, the first occurrence
379 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
380 to specify keyword arguments without specifying the optional
381 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
382 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
383 @code{2} is not a valid keyword.
385 You can also explicitly specify the keyword argument; it need not be
386 simply the variable name prefixed with a colon.  For example,
388 @example
389 (cl-defun bar (&key (a 1) ((baz b) 4)))
390 @end example
392 @noindent
394 specifies a keyword @code{:a} that sets the variable @code{a} with
395 default value 1, as well as a keyword @code{baz} that sets the
396 variable @code{b} with default value 4.  In this case, because
397 @code{baz} is not self-quoting, you must quote it explicitly in the
398 function call, like this:
400 @example
401 (bar :a 10 'baz 42)
402 @end example
404 Ordinarily, it is an error to pass an unrecognized keyword to
405 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
406 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
407 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
408 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
409 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
410 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
411 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
412 in the call.  For example:
414 @smallexample
415 (cl-defun find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
416   (or (apply 'cl-member thing thing-list :allow-other-keys t rest)
417       (if need (error "Thing not found"))))
418 @end smallexample
420 @noindent
421 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
422 accepts other keyword arguments which are passed on to the
423 @code{cl-member} function.  @code{allow-other-keys} is used to
424 keep both @code{find-thing} and @code{cl-member} from complaining
425 about each others' keywords in the arguments.
427 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
428 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
429 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
430 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
431 difference between the following two functions, except for a
432 matter of stylistic taste:
434 @example
435 (cl-defun foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
436   @var{body})
438 (cl-defun foo (a b)
439   (let ((c (+ a b)) d)
440     @var{body}))
441 @end example
443 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
444 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
445 allows it with @code{cl-defun} and other argument lists as well.
446 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
447 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
448 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
449 be a list whose elements match this recursive argument list.
450 For example:
452 @example
453 (cl-defmacro dolist ((var listform &optional resultform)
454                    &rest body)
455   ...)
456 @end example
458 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
459 of two or three items; if there are other arguments as well as this
460 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
461 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
462 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
463 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
464 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
465 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
466 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
467 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
468 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
469 support this usage.)
471 One last feature of destructuring is that the argument list may be
472 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
473 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
475 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
476 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
477 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
478 argument lists are rigorously checked.
480 @node Time of Evaluation
481 @section Time of Evaluation
483 @noindent
484 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
485 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
486 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
487 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
488 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
489 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
490 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
491 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
492 macros that are defined.
494 @defmac cl-eval-when (situations...) forms...
495 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
496 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
497 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
498 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
499 and @code{:execute}).
501 The @code{cl-eval-when} form is handled differently depending on
502 whether or not it is being compiled as a top-level form.
503 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
504 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
505 or buffers of code, and it appears either literally at the
506 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
508 For compiled top-level @code{cl-eval-when}s, the body @var{forms} are
509 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
510 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
511 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
513 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
514 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
515 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
516 and non-top-level forms.)  The @code{cl-eval-when} acts like a
517 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
518 (ignoring the body @var{forms}) if not.
520 The rules become more subtle when @code{cl-eval-when}s are nested;
521 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
522 some gruesome examples).
524 Some simple examples:
526 @example
527 ;; Top-level forms in foo.el:
528 (cl-eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
529 (cl-eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
530 (cl-eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
531 (cl-eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
532 (cl-eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
533 (cl-eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
534 (cl-eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
535 @end example
537 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
538 the compilation itself:
540 @example
541 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
542 @end example
544 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
546 @example
547 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
548 @end example
550 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
551 be set:
553 @example
554 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
555 @end example
557 If these seven @code{cl-eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
558 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
559 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
561 Note that @code{(cl-eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
562 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
563 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
564 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(cl-eval-when
565 (compile load eval) @dots{})}.
566 @end defmac
568 Emacs includes two special forms related to @code{cl-eval-when}.
569 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
570 any @code{cl-eval-when} construct and is described below.
572 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
573 equivalent to @samp{(cl-eval-when (compile load eval) @dots{})} and
574 so is not itself defined by this package.
576 @defmac eval-when-compile forms...
577 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
578 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
579 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
580 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
581 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
582 or other reasons.
584 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
585 @end defmac
587 @defmac cl-load-time-value form
588 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
589 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
591 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
592 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
593 and gave it more well-defined semantics.
595 In a compiled file, @code{cl-load-time-value} arranges for @var{form}
596 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
597 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
598 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
599 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
600 code, both @code{eval-when-compile} and @code{cl-load-time-value}
601 act exactly like @code{progn}.
603 @example
604 (defun report ()
605   (insert "This function was executed on: "
606           (current-time-string)
607           ", compiled on: "
608           (eval-when-compile (current-time-string))
609           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
610           ", and loaded on: "
611           (cl-load-time-value (current-time-string))))
612 @end example
614 @noindent
615 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
616 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
618 @example
619 (setq --temp-- (current-time-string))
620 (defun report ()
621   (insert "This function was executed on: "
622           (current-time-string)
623           ", compiled on: "
624           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
625           ", and loaded on: "
626           --temp--))
627 @end example
628 @end defmac
630 @node Predicates
631 @chapter Predicates
633 @noindent
634 This section describes functions for testing whether various
635 facts are true or false.
637 @menu
638 * Type Predicates::      @code{cl-typep}, @code{cl-deftype}, and @code{cl-coerce}.
639 * Equality Predicates::  @code{cl-equalp}.
640 @end menu
642 @node Type Predicates
643 @section Type Predicates
645 @defun cl-typep object type
646 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
647 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
648 @code{(cl-typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
649 @end defun
651 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
652 or a list beginning with a symbol.
654 @itemize @bullet
655 @item
656 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
657 symbol name to form the name of a predicate function for testing
658 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
659 than @samp{-p} are used when appropriate.)
661 @item
662 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
663 @code{(cl-typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
664 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
665 @code{(cl-typep @var{object} nil)} is always false.
667 @item
668 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
669 Thus @code{(cl-typep @var{object} 'null)} is equivalent to
670 @code{(null @var{object})}.
672 @item
673 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
674 cells. Thus @code{(cl-typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
675 @code{(atom @var{object})}.
677 @item
678 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
679 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
681 @item
682 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
683 integers in the range from 0 to 255.
685 @item
686 The type symbol @code{float} uses the @code{cl-floatp-safe} predicate
687 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
688 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
690 @item
691 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
692 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
693 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
694 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
695 is thus equivalent to @code{integer}.
697 @item
698 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
699 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
700 range.
702 @item
703 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
704 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
705 represents all objects that are integers or non-negative floats.
707 @item
708 Lists beginning with @code{member} or @code{cl-member} represent
709 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
710 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
711 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
713 @item
714 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
715 all objects for which @var{predicate} returns true when called
716 with that object as an argument.
717 @end itemize
719 The following function and macro (not technically predicates) are
720 related to @code{cl-typep}.
722 @defun cl-coerce object type
723 This function attempts to convert @var{object} to the specified
724 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
725 @code{cl-typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
726 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
727 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
728 converted to that type if possible.  If @var{type} is
729 @code{character}, then strings of length one and symbols with
730 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
731 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
732 floats.  In all other circumstances, @code{cl-coerce} signals an
733 error.
734 @end defun
736 @defmac cl-deftype name arglist forms...
737 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
738 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
739 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
740 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
741 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
742 by @code{cl-defmacro}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
743 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
744 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
745 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
746 @code{cl-defmacro} except that optional arguments without explicit
747 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
748 default.  Some examples:
750 @example
751 (cl-deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
752 (cl-deftype list () '(or null cons))      ; predefined
753 (cl-deftype unsigned-byte (&optional bits)
754   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
755 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
756 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
757 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
758 @end example
760 @noindent
761 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
762 type specifier could be implemented if desired; this package does
763 not implement @code{unsigned-byte} by default.
764 @end defmac
766 The @code{cl-typecase} and @code{cl-check-type} macros also use type
767 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{cl-map},
768 @code{cl-concatenate}, and @code{cl-merge} functions take type-name
769 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
771 @node Equality Predicates
772 @section Equality Predicates
774 @noindent
775 This package defines the Common Lisp predicate @code{cl-equalp}.
777 @defun cl-equalp a b
778 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
779 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
780 numbers without regard to type (so that @code{(cl-equalp 3 3.0)} is
781 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
782 objects are compared as if by @code{equal}.
784 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
785 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
786 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
787 in this package since Emacs does not distinguish between integers
788 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
789 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{cl-equalp} also will
790 not compare strings against vectors of integers.
791 @end defun
793 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
794 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
795 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
796 In Emacs, use @code{memq} (or @code{cl-member}) and @code{assq} (or
797 @code{cl-assoc}) to get functions which use @code{eql} for comparisons.
799 @node Control Structure
800 @chapter Control Structure
802 @noindent
803 The features described in the following sections implement
804 various advanced control structures, including extensions to the
805 standard @code{setf} facility, and a number of looping and conditional
806 constructs.
808 @c FIXME
809 @c flet is not cl-flet.
810 @menu
811 * Assignment::             The @code{cl-psetq} form.
812 * Generalized Variables::  Extensions to generalized variables.
813 * Variable Bindings::      @code{cl-progv}, @code{flet}, @code{cl-macrolet}.
814 * Conditionals::           @code{cl-case}, @code{cl-typecase}.
815 * Blocks and Exits::       @code{cl-block}, @code{cl-return}, @code{cl-return-from}.
816 * Iteration::              @code{cl-do}, @code{cl-dotimes}, @code{cl-dolist}, @code{cl-do-symbols}.
817 * Loop Facility::          The Common Lisp @code{cl-loop} macro.
818 * Multiple Values::        @code{cl-values}, @code{cl-multiple-value-bind}, etc.
819 @end menu
821 @node Assignment
822 @section Assignment
824 @noindent
825 The @code{cl-psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
826 assignments are done in parallel rather than sequentially.
828 @defmac cl-psetq [symbol form]@dots{}
829 This special form (actually a macro) is used to assign to several
830 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
831 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
832 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
833 and then stores the corresponding variables afterwards.
835 @example
836 (setq x 2 y 3)
837 (setq x (+ x y)  y (* x y))
839      @result{} 5
840 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
841      @result{} 15
842 (setq x 2 y 3)
843 (cl-psetq x (+ x y)  y (* x y))
845      @result{} 5
846 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
847      @result{} 6
848 @end example
850 The simplest use of @code{cl-psetq} is @code{(cl-psetq x y y x)}, which
851 exchanges the values of two variables.  (The @code{cl-rotatef} form
852 provides an even more convenient way to swap two variables;
853 @pxref{Modify Macros}.)
855 @code{cl-psetq} always returns @code{nil}.
856 @end defmac
858 @node Generalized Variables
859 @section Generalized Variables
861 A @dfn{generalized variable} or @dfn{place form} is one of the many
862 places in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place
863 form is a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists,
864 elements of arrays, properties of symbols, and many other locations
865 are also places where Lisp values are stored.  For basic information,
866 @pxref{Generalized Variables,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
867 This package provides several additional features related to
868 generalized variables.
870 @menu
871 * Setf Extensions::    Additional @code{setf} places.
872 * Modify Macros::      @code{cl-incf}, @code{cl-rotatef}, @code{letf}, @code{cl-callf}, etc.
873 * Customizing Setf::   @code{define-modify-macro}, @code{defsetf}, @code{define-setf-method}.
874 @end menu
876 @node Setf Extensions
877 @subsection Setf Extensions
879 Several standard (e.g. @code{car}) and Emacs-specific
880 (e.g. @code{window-point}) Lisp functions are @code{setf}-able by default.
881 This package defines @code{setf} handlers for several additional functions:
883 @itemize
884 @item
885 Functions from @code{CL} itself:
886 @smallexample
887 cl-caaar .. cl-cddddr         cl-first .. cl-tenth
888 cl-rest     cl-get            cl-getf     cl-subseq
889 @end smallexample
891 @item
892 General Emacs Lisp functions:
893 @smallexample
894 buffer-file-name                   getenv
895 buffer-modified-p                  global-key-binding
896 buffer-name                        local-key-binding
897 buffer-string                      mark
898 buffer-substring                   mark-marker
899 current-buffer                     marker-position
900 current-case-table                 mouse-position
901 current-column                     point
902 current-global-map                 point-marker
903 current-input-mode                 point-max
904 current-local-map                  point-min
905 current-window-configuration       read-mouse-position
906 default-file-modes                 screen-height
907 documentation-property             screen-width
908 face-background                    selected-window
909 face-background-pixmap             selected-screen
910 face-font                          selected-frame
911 face-foreground                    standard-case-table
912 face-underline-p                   syntax-table
913 file-modes                         visited-file-modtime
914 frame-height                       window-height
915 frame-parameters                   window-width
916 frame-visible-p                    x-get-secondary-selection
917 frame-width                        x-get-selection
918 get-register
919 @end smallexample
921 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
922 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
923 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
924 sequences of code when they are used with @code{setf}
925 (@code{(narrow-to-region x (point-max))} in this case).
927 @item
928 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
929 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
930 current value is a string, and where the value stored is also a
931 string.  The new string is spliced into the specified part of the
932 destination string.  For example:
934 @example
935 (setq a (list "hello" "world"))
936      @result{} ("hello" "world")
937 (cadr a)
938      @result{} "world"
939 (substring (cadr a) 2 4)
940      @result{} "rl"
941 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
942      @result{} "o"
943 (cadr a)
944      @result{} "wood"
946      @result{} ("hello" "wood")
947 @end example
949 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
950 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
952 @c FIXME? Also `eq'? (see cl-lib.el)
954 @item
955 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
956 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
957 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
958 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
959 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
960 only interesting when used with places you define yourself with
961 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
963 @item
964 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
965 is applied to the resulting form.
967 @item
968 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
969 has been made.
970 @end itemize
972 @c FIXME should this be in lispref?  It seems self-evident.
973 @c Contrast with the cl-incf example later on.
974 @c Here it really only serves as a constrast to wrong-order.
975 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
976 the proper left-to-right order; for example,
978 @example
979 (setf (aref vec (cl-incf i)) i)
980 @end example
982 @noindent
983 looks like it will evaluate @code{(cl-incf i)} exactly once, before the
984 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
985 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
986 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
987 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
988 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
989 order.)
991 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
992 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
993 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
995 @example
996 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
997 @end example
999 @noindent
1000 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1001 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1002 to @code{wrong-order}.
1004 @node Modify Macros
1005 @subsection Modify Macros
1007 @noindent
1008 This package defines a number of macros that operate on generalized
1009 variables.  Many are interesting and useful even when the @var{place}
1010 is just a variable name.
1012 @defmac cl-psetf [place form]@dots{}
1013 This macro is to @code{setf} what @code{cl-psetq} is to @code{setq}:
1014 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1015 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1016 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1017 all the assignments are done (in an undefined order).
1018 @end defmac
1020 @defmac cl-incf place &optional x
1021 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1022 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1023 example, @code{(cl-incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1024 @code{(cl-incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1026 As with @code{setf}, care is taken to preserve the ``apparent'' order
1027 of evaluation.  For example,
1029 @example
1030 (cl-incf (aref vec (cl-incf i)))
1031 @end example
1033 @noindent
1034 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1035 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1036 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1037 ``obvious'' expansion,
1039 @example
1040 (setf (aref vec (cl-incf i))
1041       (1+ (aref vec (cl-incf i))))   ; wrong!
1042 @end example
1044 @noindent
1045 but rather to something more like
1047 @example
1048 (let ((temp (cl-incf i)))
1049   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1050 @end example
1052 @noindent
1053 Again, all of this is taken care of automatically by @code{cl-incf} and
1054 the other generalized-variable macros.
1056 As a more Emacs-specific example of @code{cl-incf}, the expression
1057 @code{(cl-incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1058 @code{(forward-char @var{n})}.
1059 @end defmac
1061 @defmac cl-decf place &optional x
1062 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1063 by @var{x} if specified.
1064 @end defmac
1066 @defmac cl-pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1067 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1068 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1069 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1070 are interpreted in the same way as for @code{cl-adjoin}.
1071 @xref{Lists as Sets}.
1072 @end defmac
1074 @defmac cl-shiftf place@dots{} newvalue
1075 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1076 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1077 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1078 the first @var{place}.  Thus, @code{(cl-shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1079 @var{d})} is equivalent to
1081 @example
1082 (prog1
1083     @var{a}
1084   (cl-psetf @var{a} @var{b}
1085             @var{b} @var{c}
1086             @var{c} @var{d}))
1087 @end example
1089 @noindent
1090 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1091 evaluated only once each and in the apparent order.
1092 @end defmac
1094 @defmac cl-rotatef place@dots{}
1095 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1096 Thus, @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1098 @example
1099 (cl-psetf @var{a} @var{b}
1100           @var{b} @var{c}
1101           @var{c} @var{d}
1102           @var{d} @var{a})
1103 @end example
1105 @noindent
1106 except for the evaluation of subforms.  @code{cl-rotatef} always
1107 returns @code{nil}.  Note that @code{(cl-rotatef @var{a} @var{b})}
1108 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1109 @end defmac
1111 The following macros were invented for this package; they have no
1112 analogues in Common Lisp.
1114 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1115 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1116 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1117 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1118 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1119 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1120 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1121 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1122 error.
1124 For example,
1126 @example
1127 (letf (((point) (point-min))
1128        (a 17))
1129   ...)
1130 @end example
1132 @noindent
1133 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1134 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1135 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1136 is set back to its original value and point is moved back to its
1137 original position.
1139 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1140 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1141 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1142 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1143 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1144 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1145 marker as the stored value.)
1147 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1148 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1149 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1151 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1152 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1153 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1154 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1155 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1156 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1157 @var{place})} example does not actually occur.)
1159 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1160 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1161 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1162 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1163 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1164 @end defmac
1166 @defmac cl-letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1167 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1168 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1169 @end defmac
1171 @defmac cl-callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1172 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1173 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1174 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1175 result back to @var{place}.  For example, @code{(cl-incf @var{place}
1176 @var{n})} is the same as @code{(cl-callf + @var{place} @var{n})}.
1177 Some more examples:
1179 @example
1180 (cl-callf abs my-number)
1181 (cl-callf concat (buffer-name) "<" (number-to-string n) ">")
1182 (cl-callf cl-union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1183 @end example
1185 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1186 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1187 again that @code{cl-callf} is an extension to standard Common Lisp.
1188 @end defmac
1190 @defmac cl-callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1191 This macro is like @code{cl-callf}, except that @var{place} is
1192 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1193 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1194 equivalent to @code{(cl-callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1195 @end defmac
1197 The @code{cl-callf} and @code{cl-callf2} macros serve as building
1198 blocks for other macros like @code{cl-incf}, @code{cl-pushnew}, and
1199 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{cl-letf*}
1200 macros are used in the processing of symbol macros;
1201 @pxref{Macro Bindings}.
1203 @node Customizing Setf
1204 @subsection Customizing Setf
1206 @noindent
1207 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1208 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1209 user to extend generalized variables in various ways.
1211 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1212 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1213 @code{cl-incf} and @code{cl-decf}.  The macro @var{name} is defined
1214 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1215 described by @var{arglist}.  The call
1217 @example
1218 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1219 @end example
1221 @noindent
1222 will be expanded to
1224 @example
1225 (cl-callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1226 @end example
1228 @noindent
1229 which in turn is roughly equivalent to
1231 @example
1232 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1233 @end example
1235 For example:
1237 @example
1238 (define-modify-macro cl-incf (&optional (n 1)) +)
1239 (define-modify-macro cl-concatf (&rest args) concat)
1240 @end example
1242 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1243 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1245 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1246 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1247 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1248 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1249 using @code{get-setf-method}, or consult the source
1250 to see how to use the internal @code{setf} building blocks.
1251 @end defmac
1253 @defmac defsetf access-fn update-fn
1254 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1255 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1256 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1257 function.  From now on,
1259 @example
1260 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1261 @end example
1263 @noindent
1264 will be expanded to
1266 @example
1267 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1268 @end example
1270 @noindent
1271 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1272 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1273 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1274 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1275 @code{setf} is supposed to behave.
1277 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1278 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1279 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1280 something more like
1282 @example
1283 (let ((temp @var{value}))
1284   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1285   temp)
1286 @end example
1288 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1289 suite of setf methods, are:
1291 @example
1292 (defsetf car setcar)
1293 (defsetf symbol-value set)
1294 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1295 @end example
1296 @end defmac
1298 @defmac defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1299 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1300 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1301 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1302 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1303 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1304 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1305 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1306 function).
1308 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1310 @example
1311 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1312   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1313 @end example
1315 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1316 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1317 macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which invoke this
1318 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1319 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1321 Another example drawn from the standard package:
1323 @example
1324 (defsetf nth (n x) (store)
1325   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1326 @end example
1327 @end defmac
1329 @defmac define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1330 This is the most general way to create new place forms.  When
1331 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1332 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1333 must return a list of five items:
1335 @enumerate
1336 @item
1337 A list of @dfn{temporary variables}.
1339 @item
1340 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1341 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1342 as the first step of any operation on the generalized variable.
1344 @item
1345 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1346 from a call to @code{gensym}).
1348 @item
1349 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1350 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1351 bound as described above.
1353 @item
1354 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1355 assuming the temporaries have been bound.
1356 @end enumerate
1358 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1359 except that the method returns a list of five values rather
1360 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1361 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1363 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1365 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1366 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1367 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1368 arguments in the place form, and the first return value is a
1369 list of a corresponding number of temporary variables generated
1370 by @code{cl-gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{cl-incf} which
1371 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1372 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1373 setf-method itself to optimize.
1374 @end defmac
1376 @defun get-setf-method place &optional env
1377 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1378 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1379 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1380 values as described above.  You can use this function to build
1381 your own @code{cl-incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1382 @c FIXME?
1383 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1384 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1385 which also do a number of optimizations; consult the source
1386 code for the @code{cl-incf} function for a simple example.)
1388 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1389 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1390 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1391 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1392 that called @code{get-setf-method}.
1394 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1395 and @code{substring}, each of which works by calling
1396 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1397 the result in various ways.
1398 @end defun
1400 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1401 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1402 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1403 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1404 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1405 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1406 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1407 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1408 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1409 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1410 defined later.
1412 @node Variable Bindings
1413 @section Variable Bindings
1415 @noindent
1416 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1417 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1419 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{cl-letf*} forms which
1420 are also related to variable bindings.
1422 @menu
1423 * Dynamic Bindings::     The @code{cl-progv} form.
1424 * Function Bindings::    @code{flet} and @code{labels}.
1425 * Macro Bindings::       @code{cl-macrolet} and @code{cl-symbol-macrolet}.
1426 @end menu
1428 @node Dynamic Bindings
1429 @subsection Dynamic Bindings
1431 @noindent
1432 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1433 at compile-time.  The @code{cl-progv} form provides an easy way to
1434 bind variables whose names are computed at run-time.
1436 @defmac cl-progv symbols values forms@dots{}
1437 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1438 set of variables computed at run-time.  The expressions
1439 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1440 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1441 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1442 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1443 are bound to @code{nil}.
1444 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1445 are ignored.
1446 @end defmac
1448 @node Function Bindings
1449 @subsection Function Bindings
1451 @noindent
1452 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1453 of variables.
1455 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1456 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1457 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1458 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1459 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1460 it were a @code{cl-defun} form.  The function @var{name} is defined
1461 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1462 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1464 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1465 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1466 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1467 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1469 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1470 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1471 primitives, although note that some calls to primitive functions
1472 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1473 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1474 example,
1476 @example
1477 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1478   (do-something))
1479 @end example
1481 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1482 with a function that simply saves the messages in a list rather
1483 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1484 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1485 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1486 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1487 direct C-language calls to the message routines rather than going
1488 through the Lisp @code{message} function.
1490 @c Bug#411.
1491 Also note that many primitives (e.g. @code{+}) have special byte-compile
1492 handling.  Attempts to redefine such functions using @code{flet} will
1493 fail if byte-compiled.  In such cases, use @code{labels} instead.
1495 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1496 argument notation supported by @code{cl-defun}; also, the function
1497 body is enclosed in an implicit block as if by @code{cl-defun}.
1498 @xref{Program Structure}.
1499 @end defmac
1501 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1502 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1503 makes lexical bindings of the function names rather than
1504 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1505 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1506 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1507 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1508 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1509 compatible with Common Lisp.)
1511 Lexical scoping means that all references to the named
1512 functions must appear physically within the body of the
1513 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1514 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1515 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1516 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1517 functions.
1519 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1520 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1521 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1522 @end defmac
1524 @node Macro Bindings
1525 @subsection Macro Bindings
1527 @noindent
1528 These forms create local macros and ``symbol macros''.
1530 @defmac cl-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1531 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1532 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1533 arguments to @code{cl-defmacro} (i.e., a macro name, argument list,
1534 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1535 use within the body of the @code{cl-macrolet}.
1537 @c FIXME this should be modified to say ``even when lexical-binding
1538 @c is code{nil}'', but is that true?  The doc of cl-macrolet just
1539 @c refers us to cl-flet, which refers to cl-labels, which says that it
1540 @c behaves differently according to whether l-b is true or not.
1541 Because of the nature of macros, @code{cl-macrolet} is lexically
1542 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{cl-macrolet} binding will
1543 affect only calls that appear physically within the body
1544 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1545 body.
1546 @end defmac
1548 @defmac cl-symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1549 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1550 like variable references rather than function calls.  Each
1551 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1552 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1553 replaced by @var{expansion}.
1555 @example
1556 (setq bar '(5 . 9))
1557 (cl-symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1558   (cl-incf foo))
1560      @result{} (6 . 9)
1561 @end example
1563 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1564 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1565 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1567 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1568 treated like a @code{letf} or @code{cl-letf*}.  This differs from true
1569 @c FIXME does it work like this in Emacs with lexical-binding = t?
1570 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1571 binding to shadow a @code{cl-symbol-macrolet} binding.  In this package,
1572 @c FIXME obsolete.
1573 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1574 macro.
1576 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1577 macros are local.  A typical use of @code{cl-symbol-macrolet} is in the
1578 expansion of another macro:
1580 @example
1581 (cl-defmacro my-dolist ((x list) &rest body)
1582   (let ((var (gensym)))
1583     (list 'cl-loop 'for var 'on list 'do
1584           (cl-list* 'cl-symbol-macrolet
1585                     (list (list x (list 'car var)))
1586                     body))))
1588 (setq mylist '(1 2 3 4))
1589 (my-dolist (x mylist) (cl-incf x))
1590 mylist
1591      @result{} (2 3 4 5)
1592 @end example
1594 @noindent
1595 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1596 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1597 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1598 shown here expands to
1600 @example
1601 (cl-loop for G1234 on mylist do
1602       (cl-symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1603         (cl-incf x)))
1604 @end example
1606 @noindent
1607 which in turn expands to
1609 @example
1610 (cl-loop for G1234 on mylist do (cl-incf (car G1234)))
1611 @end example
1613 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{cl-loop} macro.
1614 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1615 works much like @code{my-dolist}.
1616 @end defmac
1618 @node Conditionals
1619 @section Conditionals
1621 @noindent
1622 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1623 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1625 @defmac cl-case keyform clause@dots{}
1626 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1627 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1628 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1629 matches, the @code{cl-case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1630 of the form
1632 @example
1633 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1634 @end example
1636 @noindent
1637 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1638 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1639 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1640 being enclosed in a list.  All key values in the @code{cl-case} form
1641 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1642 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1643 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1644 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1645 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1646 enclose the symbol in a list.)
1648 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1649 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1650 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1652 @example
1653 (cl-case (read-char)
1654   (?a (do-a-thing))
1655   (?b (do-b-thing))
1656   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1657   (t (do-other-thing)))
1658 @end example
1659 @end defmac
1661 @defmac cl-ecase keyform clause@dots{}
1662 This macro is just like @code{cl-case}, except that if the key does
1663 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1664 simply returning @code{nil}.
1665 @end defmac
1667 @defmac cl-typecase keyform clause@dots{}
1668 This macro is a version of @code{cl-case} that checks for types
1669 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1670 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1671 for a description of type specifiers.  For example,
1673 @example
1674 (cl-typecase x
1675   (integer (munch-integer x))
1676   (float (munch-float x))
1677   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1678   (t (munch-anything x)))
1679 @end example
1681 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1682 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1683 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1684 @end defmac
1686 @defmac cl-etypecase keyform clause@dots{}
1687 This macro is just like @code{cl-typecase}, except that if the key does
1688 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1689 simply returning @code{nil}.
1690 @end defmac
1692 @node Blocks and Exits
1693 @section Blocks and Exits
1695 @noindent
1696 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1697 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1698 dynamically scoped.  This package actually implements @code{cl-block}
1699 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1700 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1701 body of the block does not actually @code{cl-return-from} the block.
1703 @defmac cl-block name forms@dots{}
1704 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1705 if any of the @var{forms} execute @code{(cl-return-from @var{name})},
1706 they will jump out and return directly from the @code{cl-block} form.
1707 The @code{cl-block} returns the result of the last @var{form} unless
1708 a @code{cl-return-from} occurs.
1710 The @code{cl-block}/@code{cl-return-from} mechanism is quite similar to
1711 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1712 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1713 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1714 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1715 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1716 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1717 but the @code{cl-return-from} referring to a block name must appear
1718 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1719 They may not appear within other called functions, although they may
1720 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1721 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1723 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1724 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1725 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1726 Lisp, but this package provides @code{cl-defun} and @code{cl-defmacro}
1727 forms which do create the implicit block.
1729 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
1730 such as @code{cl-loop} and @code{cl-dolist}, also create implicit blocks
1731 just as in Common Lisp.
1733 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
1734 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
1735 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
1736 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
1737 if the block does
1738 not in fact contain any @code{cl-return} or @code{cl-return-from} calls
1739 that jump to it.  This means that @code{cl-do} loops and @code{cl-defun}
1740 functions which don't use @code{cl-return} don't pay the overhead to
1741 support it.
1742 @end defmac
1744 @defmac cl-return-from name [result]
1745 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
1746 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
1747 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
1748 Otherwise, @code{nil} is returned.
1749 @end defmac
1751 @defmac cl-return [result]
1752 This macro is exactly like @code{(cl-return-from nil @var{result})}.
1753 Common Lisp loops like @code{cl-do} and @code{cl-dolist} implicitly enclose
1754 themselves in @code{nil} blocks.
1755 @end defmac
1757 @node Iteration
1758 @section Iteration
1760 @noindent
1761 The macros described here provide more sophisticated, high-level
1762 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
1763 loop.
1765 @defmac cl-loop forms@dots{}
1766 The @code{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
1767 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
1768 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
1769 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
1770 The simple form of @code{loop} is described here.
1772 If @code{cl-loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
1773 then @code{(cl-loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
1774 loop executing the expressions over and over.  The loop is
1775 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
1777 @example
1778 (cl-loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
1779 @end example
1781 @noindent
1782 is exactly equivalent to
1784 @example
1785 (cl-block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
1786 @end example
1788 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
1789 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
1790 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
1791 in the above notation would simply access and throw away the
1792 value of a variable.)
1793 @end defmac
1795 @defmac cl-do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1796 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
1797 of the form
1799 @example
1800 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
1801 @end example
1803 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
1804 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
1805 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
1806 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
1807 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
1808 expression (as if by a @code{cl-psetq} form) and the next iteration
1809 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
1810 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
1811 values) to produce the result returned by @code{cl-do}.
1813 The entire @code{cl-do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
1814 block, so that you can use @code{(cl-return)} to break out of the
1815 loop at any time.
1817 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
1818 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
1819 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{cl-do}
1820 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
1821 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
1822 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
1823 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
1824 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
1825 @code{let}.
1827 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
1828 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
1829 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
1830 @code{(cl-mapcar 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
1831 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
1832 the rest of the loop.
1834 @example
1835 (cl-do ((x foo (cdr x))
1836         (y bar (cdr y))
1837         (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
1838      ((or (null x) (null y))
1839       (nreverse z)))
1840 @end example
1841 @end defmac
1843 @defmac cl-do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
1844 This is to @code{cl-do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
1845 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
1846 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
1847 @code{setq} rather than @code{cl-psetq}.
1849 Here is another way to write the above loop:
1851 @example
1852 (cl-do* ((xp foo (cdr xp))
1853          (yp bar (cdr yp))
1854          (x (car xp) (car xp))
1855          (y (car yp) (car yp))
1856          z)
1857   ((or (null xp) (null yp))
1858    (nreverse z))
1859   (push (f x y) z))
1860 @end example
1861 @end defmac
1863 @defmac cl-dolist (var list [result]) forms@dots{}
1864 This is a more specialized loop which iterates across the elements
1865 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
1866 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
1867 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
1868 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
1869 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
1870 surrounded by an implicit @code{nil} block.
1871 @end defmac
1873 @defmac cl-dotimes (var count [result]) forms@dots{}
1874 This is a more specialized loop which iterates a specified number
1875 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
1876 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
1877 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
1878 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
1879 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
1880 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1881 @end defmac
1883 @defmac cl-do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
1884 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
1885 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
1886 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
1887 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
1888 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
1889 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
1890 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
1891 @end defmac
1893 @defmac cl-do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
1894 This is identical to @code{cl-do-symbols} except that the @var{obarray}
1895 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
1896 @end defmac
1898 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
1899 iterating over vectors or lists.
1901 @node Loop Facility
1902 @section Loop Facility
1904 @noindent
1905 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
1906 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
1907 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
1908 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
1910 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
1911 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro'',
1912 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
1914 @menu
1915 * Loop Basics::           @code{cl-loop} macro, basic clause structure.
1916 * Loop Examples::         Working examples of @code{cl-loop} macro.
1917 * For Clauses::           Clauses introduced by @code{for} or @code{as}.
1918 * Iteration Clauses::     @code{repeat}, @code{while}, @code{thereis}, etc.
1919 * Accumulation Clauses::  @code{collect}, @code{sum}, @code{maximize}, etc.
1920 * Other Clauses::         @code{with}, @code{if}, @code{initially}, @code{finally}.
1921 @end menu
1923 @node Loop Basics
1924 @subsection Loop Basics
1926 @noindent
1927 The @code{cl-loop} macro essentially creates a mini-language within
1928 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
1929 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
1930 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
1932 Since @code{cl-loop} is a macro, all parsing of the loop language
1933 takes place at byte-compile time; compiled @code{cl-loop}s are just
1934 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
1936 @defmac cl-loop clauses@dots{}
1937 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
1938 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
1939 are simply strung together in the argument list of @code{cl-loop},
1940 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
1941 specify initializations, such as the binding of temporary
1942 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
1943 and final cleanup.
1945 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
1946 loop:
1948 @example
1949 (cl-loop @var{name-clause}
1950          @var{var-clauses}@dots{}
1951          @var{action-clauses}@dots{})
1952 @end example
1954 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
1955 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
1956 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
1957 variables should be bound during the loop, and how they should
1958 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
1959 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
1960 as computing, collecting, and returning values.
1962 The Emacs version of the @code{cl-loop} macro is less restrictive about
1963 the order of clauses, but things will behave most predictably if
1964 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
1965 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
1966 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
1968 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
1969 them to return a value by using an accumulation clause like
1970 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
1971 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
1972 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
1973 also use regular Lisp @code{cl-return} or @code{cl-return-from} to
1974 break out of the loop.)
1975 @end defmac
1977 The following sections give some examples of the Loop Macro in
1978 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
1979 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
1980 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
1982 @node Loop Examples
1983 @subsection Loop Examples
1985 @noindent
1986 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
1987 look at a few example loops just to get a feel for the @code{cl-loop}
1988 language.
1990 @example
1991 (cl-loop for buf in (buffer-list)
1992          collect (buffer-file-name buf))
1993 @end example
1995 @noindent
1996 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
1997 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @var{buf},
1998 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
1999 a list, which is then returned from the @code{cl-loop} construct.
2000 The result is a list of the file names of all the buffers in
2001 Emacs's memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2002 are reserved words in the @code{cl-loop} language.
2004 @example
2005 (cl-loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2006 @end example
2008 @noindent
2009 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2010 current buffer.
2012 @example
2013 (cl-loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2014 @end example
2016 @noindent
2017 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2018 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2019 the loop exits immediately.
2021 @example
2022 (cl-loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2023 @end example
2025 @noindent
2026 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2027 is always called at least once.
2029 @example
2030 (cl-loop for x from 1 to 100
2031          for y = (* x x)
2032          until (>= y 729)
2033          finally return (list x (= y 729)))
2034 @end example
2036 @noindent
2037 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2038 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2039 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2040 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2041 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2042 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2043 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2044 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2045 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2046 (This particular example was written less concisely than it
2047 could have been, just for the sake of illustration.)
2049 Note that even though this loop contains three clauses (two
2050 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2051 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2052 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2053 nest your @code{cl-loop} constructs if you want nested loops.
2055 @node For Clauses
2056 @subsection For Clauses
2058 @noindent
2059 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2060 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2061 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2062 and usually an end condition based on those variables.
2064 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2065 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2066 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2067 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2068 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2069 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2070 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2071 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2072 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2073 is purely a matter of style.
2075 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2077 @example
2078 (setq i 'happy)
2079 (cl-loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2081      @result{} happy
2082 @end example
2084 @table @code
2085 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2086 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2087 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2088 term so that the clause is marked as a counting clause.
2090 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2091 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2092 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2093 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2094 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2095 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2096 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2097 counts in steps of one.
2099 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2100 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2101 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2102 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2103 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2104 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2105 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2106 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2108 @example
2109 (cl-loop for x to 10 collect x)
2110         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2111 (cl-loop for x below 10 collect x)
2112         @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2113 @end example
2115 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2116 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2117 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2118 itself.
2120 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2121 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2122 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2123 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2124 function taking one argument.  For example:
2126 @example
2127 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2128         @result{} (1 4 9 16 25 36)
2129 (cl-loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2130         @result{} (1 9 25)
2131 @end example
2133 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2134 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2136 @example
2137 (cl-loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2138         @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2139 @end example
2141 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2142 must be a list.  For example:
2144 @example
2145 (cl-loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2146 @end example
2148 @noindent
2149 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2150 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2151 @var{x} was the last animal in the sequence.
2153 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2154 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2155 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2156 rather than just a temporary variable.  For example,
2158 @example
2159 (cl-loop for x in-ref my-list do (cl-incf x))
2160 @end example
2162 @noindent
2163 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2164 is an extension to standard Common Lisp.
2166 @item for @var{var} across @var{array}
2167 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2168 which may be a vector or a string.
2170 @example
2171 (cl-loop for x across "aeiou"
2172          do (use-vowel (char-to-string x)))
2173 @end example
2175 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2176 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2177 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2179 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2180 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2181 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2182 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2183 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2184 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2185 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2187 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2188 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2189 term of the older macros is not supported.
2191 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2192 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2193 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2195 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2196 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2197 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2198 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2199 an unspecified order.
2201 As an example,
2203 @example
2204 (cl-loop for sym being the symbols
2205          when (fboundp sym)
2206          when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2207          collect sym)
2208 @end example
2210 @noindent
2211 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2213 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2214 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2216 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2217 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2218 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{cl-loop}.  Fortunately,
2219 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2220 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2221 or @code{while}.
2223 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2224 @itemx for @var{var} being the hash-values of @var{hash-table}
2225 This clause iterates over the entries in @var{hash-table} with
2226 @var{var} bound to each key, or value.  A @samp{using} clause can bind
2227 a second variable to the opposite part.
2229 @example
2230 (cl-loop for k being the hash-keys of h
2231                using (hash-values v)
2232          do
2233          (message "key %S -> value %S" k v))
2234 @end example
2236 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2237 @itemx for @var{var} being the key-bindings of @var{keymap}
2238 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2239 The iteration does not enter nested keymaps but does enter inherited
2240 (parent) keymaps.
2241 A @code{using} clause can access both the codes and the bindings
2242 together.
2244 @example
2245 (cl-loop for c being the key-codes of (current-local-map)
2246                using (key-bindings b)
2247          do
2248          (message "key %S -> binding %S" c b))
2249 @end example
2252 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2253 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2254 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2255 vectors.  The strings or vectors
2256 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2257 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2258 clause to get the command bindings as well.
2260 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2261 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2262 (the clause @code{extents} is synonymous
2263 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2264 buffer is used.
2265 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2266 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2267 overlap the specified region.
2269 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2270 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2271 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2272 of start and end positions, where one start position is always equal
2273 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2274 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2275 term restricts the search to just the specified property.  The
2276 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2278 @item for @var{var} being the frames
2279 This clause iterates over all Emacs frames. The clause @code{screens} is
2280 a synonym for @code{frames}.  The frames are visited in
2281 @code{next-frame} order starting from @code{selected-frame}.
2283 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2284 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2285 the current frame, or of the specified @var{frame}.  It visits windows
2286 in @code{next-window} order starting from @code{selected-window}
2287 (or @code{frame-selected-window} if you specify @var{frame}).
2288 This clause treats the minibuffer window in the same way as
2289 @code{next-window} does.  For greater flexibility, consider using
2290 @code{walk-windows} instead.
2292 @item for @var{var} being the buffers
2293 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2294 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2296 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2297 This clause does a general iteration.  The first time through
2298 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2299 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2300 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2301 these two loops are effectively the same:
2303 @example
2304 (cl-loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2305 (cl-loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2306 @end example
2308 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2309 of terminating condition; the above example combines it with a
2310 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2312 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2313 the initial setting and for successive settings:
2315 @example
2316 (cl-loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2317 @end example
2319 @noindent
2320 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2321 function until it gets a positive one, which it then returns.
2322 @end table
2324 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2325 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2326 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2327 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2328 and @code{cl-psetq}).
2330 @example
2331 (cl-loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2332         @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2333 (cl-loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2334         @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2335 @end example
2337 @noindent
2338 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2339 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2340 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2341 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2342 through the loop.
2344 Another feature of the @code{cl-loop} macro is @dfn{destructuring},
2345 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2346 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2347 of variables instead of a single variable.  The values produced
2348 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2349 stored in the corresponding variables.
2351 @example
2352 (cl-loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2353         @result{} (5 9 13)
2354 @end example
2356 In loop destructuring, if there are more values than variables
2357 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2358 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2359 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2360 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2361 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed, so for example
2362 to process an alist
2364 @example
2365 (cl-loop for (key . value) in '((a . 1) (b . 2))
2366          collect value)
2367         @result{} (1 2)
2368 @end example
2370 @node Iteration Clauses
2371 @subsection Iteration Clauses
2373 @noindent
2374 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2375 that control the way the loop operates.  They might be used by
2376 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2378 @table @code
2379 @item repeat @var{integer}
2380 This clause simply counts up to the specified number using an
2381 internal temporary variable.  The loops
2383 @example
2384 (cl-loop repeat (1+ n) do ...)
2385 (cl-loop for temp to n do ...)
2386 @end example
2388 @noindent
2389 are identical except that the second one forces you to choose
2390 a name for a variable you aren't actually going to use.
2392 @item while @var{condition}
2393 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2394 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2395 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2396 that surrounds the second one:
2398 @example
2399 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2400 (cl-loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2401 @end example
2403 @item until @var{condition}
2404 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2405 i.e., non-@code{nil}.
2407 @item always @var{condition}
2408 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2409 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2410 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2411 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2413 @example
2414 (if (cl-loop for size in size-list always (> size 10))
2415     (some-big-sizes)
2416   (no-big-sizes))
2417 @end example
2419 @item never @var{condition}
2420 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2421 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2423 @item thereis @var{condition}
2424 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2425 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2426 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2427 @end table
2429 @node Accumulation Clauses
2430 @subsection Accumulation Clauses
2432 @noindent
2433 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2434 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2435 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2437 @table @code
2438 @item collect @var{form}
2439 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2440 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2442 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2443 likewise for the other accumulation clauses.
2445 @item append @var{form}
2446 This clause collects lists of values into a result list using
2447 @code{append}.
2449 @item nconc @var{form}
2450 This clause collects lists of values into a result list by
2451 destructively modifying the lists rather than copying them.
2453 @item concat @var{form}
2454 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2455 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2456 standard Common Lisp.)
2458 @item vconcat @var{form}
2459 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2460 into a vector.
2462 @item count @var{form}
2463 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2464 evaluates to a non-@code{nil} value.
2466 @item sum @var{form}
2467 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2468 @var{form}, which must evaluate to a number.
2470 @item maximize @var{form}
2471 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2472 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2473 @code{maximize} is executed zero times.
2475 @item minimize @var{form}
2476 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2477 @end table
2479 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2480 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2481 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2482 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2483 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2484 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2485 the accumulated result.
2487 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2488 accumulate into the same place.  From Steele:
2490 @example
2491 (cl-loop for name in '(fred sue alice joe june)
2492          for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2493          collect name
2494          append kids)
2495         @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2496 @end example
2498 @node Other Clauses
2499 @subsection Other Clauses
2501 @noindent
2502 This section describes the remaining loop clauses.
2504 @table @code
2505 @item with @var{var} = @var{value}
2506 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2507 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2508 loops are basically equivalent:
2510 @example
2511 (cl-loop with x = 17 do ...)
2512 (let ((x 17)) (cl-loop do ...))
2513 (cl-loop for x = 17 then x do ...)
2514 @end example
2516 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2517 in the rest of the loop.  For example:
2519 @example
2520 (cl-loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2521          finally return res)
2522 @end example
2524 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2525 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2526 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2527 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2528 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2529 front of @code{res} rather than the end.
2531 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2532 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2533 unnecessary.)
2535 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2536 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2537 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2538 @code{let} instead.
2540 @item if @var{condition} @var{clause}
2541 This clause executes the following loop clause only if the specified
2542 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2543 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2544 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2545 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2546 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2547 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2548 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2550 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2551 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2553 @example
2554 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2555      @result{} (6 13 -1)
2556 (cl-loop for x below 10
2557          if (oddp x)
2558            collect x into odds
2559            and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2560          else
2561            collect x into evens
2562          finally return (vector odds evens))
2563         @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2564 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2565      @result{} (6 7 13 -1)
2566 (cl-loop <@r{same thing again}>)
2567         @result{} (13 -1)
2568 @end example
2570 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2571 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2572 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2573 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2574 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2575 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2576 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2577 returns early; the actual returned value is based on the result
2578 of the @code{memq} call.
2580 @item when @var{condition} @var{clause}
2581 This clause is just a synonym for @code{if}.
2583 @item unless @var{condition} @var{clause}
2584 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2585 sense of the condition is reversed.
2587 @item named @var{name}
2588 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2589 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2590 used as the block name.
2592 @item initially [do] @var{forms}...
2593 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2594 executed before the loop itself begins (but after any variables
2595 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2596 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2597 if there are several, they are executed in the order they appear
2598 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2600 @item finally [do] @var{forms}...
2601 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2602 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2603 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2604 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2605 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2607 @item finally return @var{form}
2608 This says that @var{form} should be executed after the loop
2609 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2610 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2611 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2612 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2613 is executed.
2615 @item do @var{forms}...
2616 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2617 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2618 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2619 @code{do}.
2621 @item return @var{form}
2622 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2623 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2624 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2625 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2626 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2627 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2629 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2630 @c FIXME cl-do, cl-return?
2631 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2632 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2633 efficiently, though.
2634 @end table
2636 While there is no high-level way to add user extensions to @code{cl-loop}
2637 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2638 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2639 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2640 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2641 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2642 file @file{cl-macs.el} for details.
2644 This package's @code{cl-loop} macro is compatible with that of Common
2645 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2646 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2647 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2648 buffers are Emacs-specific extensions.
2650 @node Multiple Values
2651 @section Multiple Values
2653 @noindent
2654 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2655 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2656 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2657 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2658 than one value either return just the first value (as in
2659 @code{cl-compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2660 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2661 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2662 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2663 The @code{cl-values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2664 in Emacs.
2666 @defmac cl-multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2667 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2668 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2669 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2670 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2671 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2672 values, the excess values are ignored.
2673 @end defmac
2675 @defmac cl-multiple-value-setq (var@dots{}) form
2676 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2677 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2678 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2679 in @code{cl-multiple-value-bind}.
2680 @end defmac
2682 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2683 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2685 @node Macros
2686 @chapter Macros
2688 @noindent
2689 This package implements the various Common Lisp features of
2690 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2691 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2692 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2693 @xref{Argument Lists}.
2695 Destructuring is made available to the user by way of the
2696 following macro:
2698 @defmac cl-destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2699 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2700 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2701 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2702 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2703 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2704 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2705 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2706 or with incorrect keyword arguments.
2707 @end defmac
2709 This package also includes the Common Lisp @code{cl-define-compiler-macro}
2710 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2711 optimizations for your functions.
2713 @defmac cl-define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2714 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2715 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2716 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2717 @code{macroexpand} function.
2719 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2720 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2721 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2722 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2723 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2724 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2725 function, leaving complicated cases alone.
2727 For example, here is a simplified version of a definition that
2728 appears as a standard part of this package:
2730 @example
2731 (cl-define-compiler-macro cl-member (&whole form a list &rest keys)
2732      (if (and (null keys)
2733               (eq (car-safe a) 'quote)
2734               (not (floatp-safe (cadr a))))
2735          (list 'memq a list)
2736        form))
2737 @end example
2739 @noindent
2740 This definition causes @code{(cl-member @var{a} @var{list})} to change
2741 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2742 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2743 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2744 @code{cl-member} call is left intact.  (The actual compiler macro
2745 for @code{cl-member} optimizes a number of other cases, including
2746 common @code{:test} predicates.)
2747 @end defmac
2749 @defun cl-compiler-macroexpand form
2750 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
2751 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
2752 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
2753 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
2754 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
2755 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
2756 for which no further expansion is possible.
2757 @end defun
2759 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{cl-macrolet}
2760 and @code{cl-symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
2761 definitions.
2763 @node Declarations
2764 @chapter Declarations
2766 @noindent
2767 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
2768 mechanism that allows you to give the compiler special hints
2769 about the types of data that will be stored in particular variables,
2770 and about the ways those variables and functions will be used.  This
2771 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
2772 @code{cl-declare}, @code{cl-locally}, @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim},
2773 and @code{cl-the}.
2775 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
2776 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
2777 to benefit from type information, and @code{special} declarations
2778 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
2779 declarations are meaningful when the optimizing byte
2780 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
2781 compiler, these declarations will effectively be ignored.
2783 @defun cl-proclaim decl-spec
2784 This function records a ``global'' declaration specified by
2785 @var{decl-spec}.  Since @code{cl-proclaim} is a function, @var{decl-spec}
2786 is evaluated and thus should normally be quoted.
2787 @end defun
2789 @defmac cl-declaim decl-specs@dots{}
2790 This macro is like @code{cl-proclaim}, except that it takes any number
2791 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
2792 unquoted.  The @code{cl-declaim} macro also puts an @code{(cl-eval-when
2793 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
2794 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
2795 since normally the declarations are meant to influence the way the
2796 compiler treats the rest of the file that contains the @code{cl-declaim}
2797 form.)
2798 @end defmac
2800 @defmac cl-declare decl-specs@dots{}
2801 This macro is used to make declarations within functions and other
2802 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
2803 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
2804 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
2805 etc.  Currently the only declaration understood by @code{cl-declare}
2806 is @code{special}.
2807 @end defmac
2809 @defmac cl-locally declarations@dots{} forms@dots{}
2810 In this package, @code{cl-locally} is no different from @code{progn}.
2811 @end defmac
2813 @defmac cl-the type form
2814 Type information provided by @code{cl-the} is ignored in this package;
2815 in other words, @code{(cl-the @var{type} @var{form})} is equivalent
2816 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
2817 make use of this information.
2819 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
2820 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
2821 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
2822 of time.  With @code{(mapcar 'car (cl-the vector foo))}, a future
2823 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
2824 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
2825 to @code{(mapcar 'car foo)}.
2826 @end defmac
2828 Each @var{decl-spec} in a @code{cl-proclaim}, @code{cl-declaim}, or
2829 @code{cl-declare} should be a list beginning with a symbol that says
2830 what kind of declaration it is.  This package currently understands
2831 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
2832 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
2833 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
2834 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
2836 @table @code
2837 @item special
2838 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
2839 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
2840 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
2841 variables are intentionally being referred to without being
2842 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
2843 warnings for such references, since they could be typographical
2844 errors for references to local variables.
2846 The declaration @code{(cl-declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
2847 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
2848 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
2849 do not warn for non-local references).
2851 In top-level contexts, it is generally better to write
2852 @code{(defvar @var{var})} than @code{(cl-declaim (special @var{var}))},
2853 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
2854 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
2855 functions, while @code{(cl-declare (special @var{var}))} takes care
2856 to work correctly with all compilers.
2858 @item inline
2859 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
2860 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
2861 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
2862 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
2863 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
2864 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
2865 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
2866 function call.
2868 The following declarations are all equivalent.  Note that the
2869 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
2870 and declare it inline all at once.
2872 @example
2873 (cl-declaim (inline foo bar))
2874 (cl-eval-when (compile load eval)
2875   (cl-proclaim '(inline foo bar)))
2876 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
2877 @end example
2879 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
2880 containing source file is done.  It is correct to use it to
2881 request that a function you have defined should be inlined,
2882 but it is impolite to use it to request inlining of an external
2883 function.
2885 In Common Lisp, it is possible to use @code{(cl-declare (inline @dots{}))}
2886 before a particular call to a function to cause just that call to
2887 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
2888 this, so @code{(cl-declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
2889 this package.
2891 @item notinline
2892 The @code{notinline} declaration lists functions which should
2893 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
2894 declaration.
2896 @item optimize
2897 This declaration controls how much optimization is performed by
2898 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
2899 compilers.
2901 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
2902 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
2903 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
2904 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
2905 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important''.
2906 The default level for both qualities is 1.
2908 In this package, with the optimizing compiler, the
2909 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-optimize}
2910 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
2911 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
2912 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
2913 set to @code{nil} for @code{(safety 3)} and to @code{t} for all
2914 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
2915 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
2916 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
2917 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
2918 at run-time.)
2920 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
2921 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
2922 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
2923 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
2924 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
2926 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
2927 @code{cl-proclaim} or @code{cl-declaim} in a file; Common Lisp allows
2928 it to be used with @code{cl-declare} to set the level of optimization
2929 locally for a given form, but this will not work correctly with the
2930 current version of the optimizing compiler.  (The @code{cl-declare}
2931 will set the new optimization level, but that level will not
2932 automatically be unset after the enclosing form is done.)
2934 @item warn
2935 This declaration controls what sorts of warnings are generated
2936 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
2937 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
2938 number of ``warning qualities'', similar in form to optimization
2939 qualities.  The currently supported warning types are
2940 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
2941 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
2942 disable these warnings and any higher value will enable them.
2943 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
2944 @end table
2946 @node Symbols
2947 @chapter Symbols
2949 @noindent
2950 This package defines several symbol-related features that were
2951 missing from Emacs Lisp.
2953 @menu
2954 * Property Lists::       @code{cl-get}, @code{cl-remprop}, @code{cl-getf}, @code{cl-remf}.
2955 * Creating Symbols::     @code{cl-gensym}, @code{cl-gentemp}.
2956 @end menu
2958 @node Property Lists
2959 @section Property Lists
2961 @noindent
2962 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
2963 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
2964 There are also functions for working with property lists as
2965 first-class data structures not attached to particular symbols.
2967 @defun cl-get symbol property &optional default
2968 This function is like @code{get}, except that if the property is
2969 not found, the @var{default} argument provides the return value.
2970 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
2971 the default; this package's @code{cl-get} is equivalent to Common
2972 Lisp's @code{get}.)
2974 The @code{cl-get} function is @code{setf}-able; when used in this
2975 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
2976 @end defun
2978 @defun cl-remprop symbol property
2979 This function removes the entry for @var{property} from the property
2980 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
2981 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
2982 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
2983 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
2984 to distinguish between a missing property and a property whose value
2985 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
2986 enough to @code{cl-remprop} for most purposes.)
2987 @end defun
2989 @defun cl-getf place property &optional default
2990 This function scans the list @var{place} as if it were a property
2991 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
2992 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
2993 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
2994 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
2995 is given).
2997 In particular,
2999 @example
3000 (get sym prop)  @equiv{}  (cl-get (symbol-plist sym) prop)
3001 @end example
3003 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3004 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3005 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3006 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3007 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3008 pair onto the list if the property is not yet present.
3010 @example
3011 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (cl-get (symbol-plist sym) prop) val)
3012 @end example
3014 The @code{get} and @code{cl-get} functions are also @code{setf}-able.
3015 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3017 @example
3018 (cl-incf (cl-get 'foo 'usage-count 0))
3019 @end example
3021 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3022 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3024 @c FIXME cl-getf?
3025 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3026 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3027 expression.
3028 @end defun
3030 @defmac cl-remf place property
3031 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3032 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3033 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3034 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3035 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3036 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3037 out the property and value cells.
3038 @end defmac
3040 @node Creating Symbols
3041 @section Creating Symbols
3043 @noindent
3044 These functions create unique symbols, typically for use as
3045 temporary variables.
3047 @defun cl-gensym &optional x
3048 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3049 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3050 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3051 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3052 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3053 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3054 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3055 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3056 code.
3057 @end defun
3059 @defvar cl--gensym-counter
3060 This variable holds the counter used to generate @code{cl-gensym} names.
3061 It is incremented after each use by @code{cl-gensym}.  In Common Lisp
3062 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3063 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3064 each used @code{cl-gensym} in their compilation are loaded together.
3065 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3066 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3067 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3068 symbols remain uninterned after loading.)
3069 @end defvar
3071 @defun cl-gentemp &optional x
3072 This function is like @code{cl-gensym}, except that it produces a new
3073 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3074 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3075 again until a new symbol is generated.
3076 @end defun
3078 This package automatically creates all keywords that are called for by
3079 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of keywords
3080 as data unrelated to keyword arguments, so the related function
3081 @code{defkeyword} (to create self-quoting keyword symbols) is not
3082 provided.
3084 @node Numbers
3085 @chapter Numbers
3087 @noindent
3088 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3089 which were left out of Emacs Lisp.
3091 @menu
3092 * Predicates on Numbers::       @code{cl-plusp}, @code{cl-oddp}, @code{cl-floatp-safe}, etc.
3093 * Numerical Functions::         @code{abs}, @code{cl-floor}, etc.
3094 * Random Numbers::              @code{cl-random}, @code{cl-make-random-state}.
3095 * Implementation Parameters::   @code{cl-most-positive-float}.
3096 @end menu
3098 @node Predicates on Numbers
3099 @section Predicates on Numbers
3101 @noindent
3102 These functions return @code{t} if the specified condition is
3103 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3105 @defun cl-plusp number
3106 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3107 error if the argument is not a number.
3108 @end defun
3110 @defun cl-minusp number
3111 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3112 error if the argument is not a number.
3113 @end defun
3115 @defun cl-oddp integer
3116 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3117 error if the argument is not an integer.
3118 @end defun
3120 @defun cl-evenp integer
3121 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3122 error if the argument is not an integer.
3123 @end defun
3125 @defun cl-floatp-safe object
3126 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3127 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3128 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3129 @end defun
3131 @node Numerical Functions
3132 @section Numerical Functions
3134 @noindent
3135 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3137 @defun cl-gcd &rest integers
3138 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3139 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3140 For zero arguments, it returns zero.
3141 @end defun
3143 @defun cl-lcm &rest integers
3144 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3145 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3146 For zero arguments, it returns one.
3147 @end defun
3149 @defun cl-isqrt integer
3150 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3151 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3152 square root of the argument.
3153 @end defun
3155 @defun cl-floor number &optional divisor
3156 With one argument, @code{cl-floor} returns a list of two numbers:
3157 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3158 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3159 first return value to yield the argument again.  If the argument
3160 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3161 If the argument is a floating-point number, the first
3162 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3163 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3165 With two arguments, @code{cl-floor} divides @var{number} by
3166 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3167 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3168 @code{(cl-floor @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3169 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3170 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3171 that @code{(cl-floor @var{x})} is exactly equivalent to
3172 @code{(cl-floor @var{x} 1)}.
3174 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3175 function, except that it returns the two results in a list since
3176 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3177 @end defun
3179 @defun cl-ceiling number &optional divisor
3180 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3181 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3182 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3183 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3184 @end defun
3186 @defun cl-truncate number &optional divisor
3187 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3188 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3189 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3190 equivalent to @code{cl-floor} if the argument or quotient is
3191 positive, or to @code{cl-ceiling} otherwise.  The remainder has
3192 the same sign as @var{number}.
3193 @end defun
3195 @defun cl-round number &optional divisor
3196 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3197 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3198 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3199 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3200 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3201 @end defun
3203 @defun cl-mod number divisor
3204 This function returns the same value as the second return value
3205 of @code{cl-floor}.
3206 @end defun
3208 @defun cl-rem number divisor
3209 This function returns the same value as the second return value
3210 of @code{cl-truncate}.
3211 @end defun
3213 @node Random Numbers
3214 @section Random Numbers
3216 @noindent
3217 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3218 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3219 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3220 random numbers than the simple generators supplied by many
3221 operating systems.
3223 @defun cl-random number &optional state
3224 This function returns a random nonnegative number less than
3225 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3226 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3227 which holds the state of the random number generator.  The
3228 function modifies this state object as a side effect.  If
3229 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3230 @code{cl--random-state}, which contains a pre-initialized
3231 @code{random-state} object.
3232 @end defun
3234 @defvar cl--random-state
3235 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3236 object, used for calls to @code{cl-random} that do not specify an
3237 alternative state object.  Since any number of programs in the
3238 Emacs process may be accessing @code{cl--random-state} in interleaved
3239 fashion, the sequence generated from this variable will be
3240 irreproducible for all intents and purposes.
3241 @end defvar
3243 @defun cl-make-random-state &optional state
3244 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3245 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3246 @code{cl--random-state}.  This is a copy in the sense that future
3247 sequences of calls to @code{(cl-random @var{n})} and
3248 @code{(cl-random @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3249 random-state object) will return identical sequences of random
3250 numbers.
3252 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3253 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3254 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3255 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3256 be an integer in which case the new object is seeded from that
3257 integer; each different integer seed will result in a completely
3258 different sequence of random numbers.
3260 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3261 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3262 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3263 later for debugging, it can call @code{(cl-make-random-state t)} to
3264 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3265 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3266 from the file.
3267 @end defun
3269 @defun cl-random-state-p object
3270 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3271 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3272 @end defun
3274 @node Implementation Parameters
3275 @section Implementation Parameters
3277 @noindent
3278 This package defines several useful constants having to with numbers.
3280 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3281 This package determines their values by exercising the computer's
3282 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3283 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3284 function that must be called before the parameters can be used.
3286 @defun cl-float-limits
3287 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3288 like @code{cl-most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3289 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3290 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3291 parameters have already been initialized, the function returns
3292 immediately.
3294 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3295 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3296 unusual, e.g., decimal.
3297 @end defun
3299 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3300 precisions, it has families of constants like
3301 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3302 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3303 floating-point precision, so this package omits the precision word
3304 from the constants' names.
3306 @defvar cl-most-positive-float
3307 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3308 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3309 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3310 is approximately @code{1.79e+308}.
3311 @end defvar
3313 @defvar cl-most-negative-float
3314 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3315 (It is assumed to be equal to @code{(- cl-most-positive-float)}.)
3316 @end defvar
3318 @defvar cl-least-positive-float
3319 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3320 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3321 supported or @code{2.22e-308} if not.
3322 @end defvar
3324 @defvar cl-least-positive-normalized-float
3325 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3326 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3327 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3328 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3329 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3330 will always equal @code{cl-least-positive-float}.
3331 @end defvar
3333 @defvar cl-least-negative-float
3334 This constant is the negative counterpart of @code{cl-least-positive-float}.
3335 @end defvar
3337 @defvar cl-least-negative-normalized-float
3338 This constant is the negative counterpart of
3339 @code{cl-least-positive-normalized-float}.
3340 @end defvar
3342 @defvar cl-float-epsilon
3343 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3344 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3345 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3346 is about @code{2.22e-16}.
3347 @end defvar
3349 @defvar cl-float-negative-epsilon
3350 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3351 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3352 @code{1.11e-16}.
3353 @end defvar
3355 @node Sequences
3356 @chapter Sequences
3358 @noindent
3359 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3360 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3361 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3362 @code{length}; this package defines most of the rest.
3364 @menu
3365 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions.
3366 * Mapping over Sequences::   @code{cl-mapcar}, @code{cl-mapcan}, @code{cl-map}, @code{cl-every}, etc.
3367 * Sequence Functions::       @code{cl-subseq}, @code{cl-remove}, @code{cl-substitute}, etc.
3368 * Searching Sequences::      @code{cl-find}, @code{cl-position}, @code{cl-count}, @code{cl-search}, etc.
3369 * Sorting Sequences::        @code{cl-sort}, @code{cl-stable-sort}, @code{cl-merge}.
3370 @end menu
3372 @node Sequence Basics
3373 @section Sequence Basics
3375 @noindent
3376 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3377 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3378 may appear in any order.
3380 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3381 function of one argument.  This key function is used as a filter
3382 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3383 @code{(cl-find x y :key 'car)} is similar to @code{(cl-assoc x y)}:
3384 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3385 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3386 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3387 the identity function.
3389 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3390 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3391 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3392 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3393 function in the same order as the original sequence function
3394 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3395 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3396 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3397 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3398 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3399 indicate a match.  The default test function is @code{eql}.
3401 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3402 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3403 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3404 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3405 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3407 @example
3408 (cl-remove 0 seq :test '=)  @equiv{}  (cl-remove-if 'zerop seq)
3409 @end example
3411 @noindent
3412 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3414 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3415 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3416 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3417 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3418 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3419 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3420 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3421 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3422 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3423 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3424 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3426 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3427 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3428 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3429 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3430 to be removed or otherwise processed.
3432 The sequence functions make no guarantees about the order in
3433 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3434 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3435 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3436 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3437 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3438 backwards.  (Some functions, like @code{cl-mapcar} and @code{cl-every},
3439 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3440 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3442 Strings may contain ``text properties'' as well
3443 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3444 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3445 example, @code{(cl-remove ?A @var{str})} may or may not preserve
3446 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3447 result.
3449 @node Mapping over Sequences
3450 @section Mapping over Sequences
3452 @noindent
3453 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3454 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3455 built-in function @code{mapcar}.
3457 @defun cl-mapcar function seq &rest more-seqs
3458 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3459 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3460 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3461 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3462 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3463 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3464 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3465 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3466 is always a list.
3468 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3469 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3470 argument.  This package's @code{cl-mapcar} works as a compatible
3471 superset of both.
3472 @end defun
3474 @defun cl-map result-type function seq &rest more-seqs
3475 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3476 just like @code{cl-mapcar}, but it returns a sequence of type
3477 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3478 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3479 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3480 @code{cl-mapcar}), or @code{nil} (in which case the results are
3481 thrown away and @code{cl-map} returns @code{nil}).
3482 @end defun
3484 @defun cl-maplist function list &rest more-lists
3485 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3486 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3487 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3488 of a list.  Thus, @code{cl-maplist} is like @code{cl-mapcar} except
3489 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3490 @code{car}s of the advancing pointers.
3491 @end defun
3493 @c FIXME does not exist?
3494 @defun cl-mapc function seq &rest more-seqs
3495 This function is like @code{cl-mapcar}, except that the values returned
3496 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3497 collected into a list.  The return value of @code{cl-mapc} is @var{seq},
3498 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3499 primitive @code{mapc}.
3500 @end defun
3502 @defun cl-mapl function list &rest more-lists
3503 This function is like @code{cl-maplist}, except that it throws away
3504 the values returned by @var{function}.
3505 @end defun
3507 @defun cl-mapcan function seq &rest more-seqs
3508 This function is like @code{cl-mapcar}, except that it concatenates
3509 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3510 rather than simply collecting them into a list.
3511 @end defun
3513 @defun cl-mapcon function list &rest more-lists
3514 This function is like @code{cl-maplist}, except that it concatenates
3515 the return values using @code{nconc}.
3516 @end defun
3518 @defun cl-some predicate seq &rest more-seqs
3519 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3520 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3521 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3522 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3523 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3524 @code{cl-mapcar}.  You can rely on the left-to-right order in which
3525 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3526 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3527 @end defun
3529 @defun cl-every predicate seq &rest more-seqs
3530 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3531 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3532 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3533 for all elements.
3534 @end defun
3536 @defun cl-notany predicate seq &rest more-seqs
3537 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3538 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3539 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3540 was @code{nil} for all elements.
3541 @end defun
3543 @defun cl-notevery predicate seq &rest more-seqs
3544 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3545 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3546 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3547 true for all elements.
3548 @end defun
3550 @defun cl-reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3551 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3552 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3553 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3554 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3555 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3556 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3557 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3558 an explicit call to @code{cl-reduce}.
3560 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3561 of left-associative:
3563 @example
3564 (cl-reduce '- '(1 2 3 4))
3565         @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3566 (cl-reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3567         @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3568 @end example
3570 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3571 is called on each of the sequence elements in turn.
3573 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3574 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3575 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3577 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3578 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3579 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3580 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3581 @end defun
3583 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3584 terms of the @code{cl-loop} macro.  In compiled code, @code{cl-loop} will
3585 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3586 function calls.
3588 @node Sequence Functions
3589 @section Sequence Functions
3591 @noindent
3592 This section describes a number of Common Lisp functions for
3593 operating on sequences.
3595 @defun cl-subseq sequence start &optional end
3596 This function returns a given subsequence of the argument
3597 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3598 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3599 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3600 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3601 return value is always a copy; it does not share structure
3602 with @var{sequence}.
3604 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3605 may be negative, in which case they represent a distance back
3606 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3607 Emacs's @code{substring} function.  Note that @code{cl-subseq} is
3608 the @emph{only} sequence function that allows negative
3609 @var{start} and @var{end}.
3611 You can use @code{setf} on a @code{cl-subseq} form to replace a
3612 specified range of elements with elements from another sequence.
3613 The replacement is done as if by @code{cl-replace}, described below.
3614 @end defun
3616 @defun cl-concatenate result-type &rest seqs
3617 This function concatenates the argument sequences together to
3618 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3619 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3620 arguments are always copied, even in cases such as
3621 @code{(cl-concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3622 identical to an argument.
3623 @end defun
3625 @defun cl-fill seq item @t{&key :start :end}
3626 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3627 part of the sequence) with the value @var{item}.
3628 @end defun
3630 @defun cl-replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3631 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3632 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3633 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3634 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3636 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3637 will work correctly even if the regions indicated by the start
3638 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3639 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3640 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3641 is undefined.
3642 @end defun
3644 @defun cl-remove item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3645 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3646 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3647 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3648 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3649 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3650 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3651 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3652 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3653 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3654 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3655 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3656 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3657 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3658 if @var{count} was also specified).
3659 @end defun
3661 @defun cl-delete item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3662 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3663 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3664 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{cl-remove}
3665 for those sequence types.  On lists, @code{cl-remove} will copy the
3666 list if necessary to preserve the original list, whereas
3667 @code{cl-delete} will splice out parts of the argument list.
3668 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3669 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3670 @end defun
3672 @findex cl-remove-if
3673 @findex cl-remove-if-not
3674 @findex cl-delete-if
3675 @findex cl-delete-if-not
3676 The predicate-oriented functions @code{cl-remove-if}, @code{cl-remove-if-not},
3677 @code{cl-delete-if}, and @code{cl-delete-if-not} are defined similarly.
3679 @defun cl-remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3680 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3681 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3682 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3683 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3684 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3685 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3686 examined or removed.
3687 @end defun
3689 @defun cl-delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3690 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3691 a destructive version of @code{cl-remove-duplicates}.
3692 @end defun
3694 @defun cl-substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3695 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3696 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3697 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3698 used to limit the number of substitutions made.
3699 @end defun
3701 @defun cl-nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3702 This is a destructive version of @code{cl-substitute}; it performs
3703 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3704 by returning a changed copy of the sequence.
3705 @end defun
3707 @findex cl-substitute-if
3708 @findex cl-substitute-if-not
3709 @findex cl-nsubstitute-if
3710 @findex cl-nsubstitute-if-not
3711 The functions @code{cl-substitute-if}, @code{cl-substitute-if-not},
3712 @code{cl-nsubstitute-if}, and @code{cl-nsubstitute-if-not} are defined
3713 similarly.  For these, a @var{predicate} is given in place of the
3714 @var{old} argument.
3716 @node Searching Sequences
3717 @section Searching Sequences
3719 @noindent
3720 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
3721 (See also @code{cl-member} and @code{cl-assoc}; @pxref{Lists}.)
3723 @defun cl-find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3724 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
3725 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
3726 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
3727 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
3728 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
3729 limit the range of elements that are searched.
3730 @end defun
3732 @defun cl-position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3733 This function is like @code{cl-find}, except that it returns the
3734 integer position in the sequence of the matching item rather than
3735 the item itself.  The position is relative to the start of the
3736 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
3737 returns @code{nil} if no matching element was found.
3738 @end defun
3740 @defun cl-count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
3741 This function returns the number of elements of @var{seq} which
3742 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
3743 @end defun
3745 @findex cl-find-if
3746 @findex cl-find-if-not
3747 @findex cl-position-if
3748 @findex cl-position-if-not
3749 @findex cl-count-if
3750 @findex cl-count-if-not
3751 The @code{cl-find-if}, @code{cl-find-if-not}, @code{cl-position-if},
3752 @code{cl-position-if-not}, @code{cl-count-if}, and @code{cl-count-if-not}
3753 functions are defined similarly.
3755 @defun cl-mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
3756 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
3757 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
3758 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
3759 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
3760 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
3761 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
3762 elements which do not match, or the position at which the shorter of
3763 the two otherwise-matching sequences runs out.
3765 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
3766 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
3767 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
3768 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
3770 An interesting example is @code{(cl-mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
3771 which compares two strings case-insensitively.
3772 @end defun
3774 @defun cl-search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
3775 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
3776 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
3777 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
3778 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
3779 The return value is the index of the leftmost element of the
3780 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
3781 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
3782 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
3783 @end defun
3785 @node Sorting Sequences
3786 @section Sorting Sequences
3788 @defun clsort seq predicate @t{&key :key}
3789 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
3790 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
3791 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
3792 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
3793 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
3794 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
3795 numbers into decreasing rather than increasing order.
3797 This function differs from Emacs's built-in @code{sort} in that it
3798 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
3799 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
3800 fed to the @var{predicate} function.  For example,
3802 @example
3803 (setq data (cl-sort data 'string-lessp :key 'downcase))
3804 @end example
3806 @noindent
3807 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
3808 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
3809 would be useful for sorting association lists.  It should only be a
3810 simple accessor though, it's used heavily in the current
3811 implementation.
3813 The @code{cl-sort} function is destructive; it sorts lists by actually
3814 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
3815 @end defun
3817 @defun cl-stable-sort seq predicate @t{&key :key}
3818 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
3819 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
3820 be rearranged out of their original order by the sort.
3822 In practice, @code{cl-sort} and @code{cl-stable-sort} are equivalent
3823 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
3824 stable by default.  However, this package reserves the right to
3825 use non-stable methods for @code{cl-sort} in the future.
3826 @end defun
3828 @defun cl-merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
3829 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
3830 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
3831 (in the sense of @code{cl-concatenate}), has length equal to the sum
3832 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
3833 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
3834 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
3835 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
3836 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
3837 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
3838 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
3839 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
3840 a merged sequence which is (stably) sorted according to
3841 @var{predicate}.
3842 @end defun
3844 @node Lists
3845 @chapter Lists
3847 @noindent
3848 The functions described here operate on lists.
3850 @menu
3851 * List Functions::                @code{cl-caddr}, @code{cl-first}, @code{cl-list*}, etc.
3852 * Substitution of Expressions::   @code{cl-subst}, @code{cl-sublis}, etc.
3853 * Lists as Sets::                 @code{cl-member}, @code{cl-adjoin}, @code{cl-union}, etc.
3854 * Association Lists::             @code{cl-assoc}, @code{cl-rassoc}, @code{cl-acons}, @code{cl-pairlis}.
3855 @end menu
3857 @node List Functions
3858 @section List Functions
3860 @noindent
3861 This section describes a number of simple operations on lists,
3862 i.e., chains of cons cells.
3864 @defun cl-caddr x
3865 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
3866 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
3867 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
3868 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
3869 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
3870 @end defun
3872 @defun cl-first x
3873 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
3874 the functions @code{cl-second}, @code{cl-third}, @dots{}, through
3875 @code{cl-tenth} return the given element of the list @var{x}.
3876 @end defun
3878 @defun cl-rest x
3879 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
3880 @end defun
3882 @defun cl-endp x
3883 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
3884 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
3885 cons cell.  This package simply defines @code{cl-endp} as a synonym
3886 for @code{null}.
3887 @end defun
3889 @defun cl-list-length x
3890 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
3891 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
3892 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
3893 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
3894 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
3895 @end defun
3897 @defun cl-list* arg &rest others
3898 This function constructs a list of its arguments.  The final
3899 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
3900 Thus, @code{(cl-list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
3901 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
3902 @code{(cl-list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
3903 @code{(list @var{a} @var{b})}.
3904 @end defun
3906 @defun cl-ldiff list sublist
3907 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
3908 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
3909 a copy of the part of @var{list} up to but not including
3910 @var{sublist}.  For example, @code{(cl-ldiff x (cddr x))} returns
3911 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
3912 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
3913 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
3914 is returned.
3915 @end defun
3917 @defun cl-copy-list list
3918 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
3919 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
3920 @end defun
3922 @defun copy-tree x &optional vecp
3923 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
3924 @c FIXME? cl-copy-list is not an alias of copy-sequence.
3925 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{cl-copy-list}),
3926 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
3927 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
3928 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
3929 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
3930 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
3931 cons cells.
3932 @end defun
3934 @defun cl-tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
3935 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
3936 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
3937 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
3938 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
3939 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
3940 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
3941 @end defun
3943 @node Substitution of Expressions
3944 @section Substitution of Expressions
3946 @noindent
3947 These functions substitute elements throughout a tree of cons
3948 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{cl-substitute}
3949 function, which works on just the top-level elements of a list.)
3951 @defun cl-subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3952 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
3953 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
3954 tree, which will be a copy except that it may share storage with
3955 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
3956 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
3957 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
3958 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
3959 then matching cells in the tree are substituted as usual without
3960 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
3961 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
3962 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
3963 but not to @var{old}.
3964 @end defun
3966 @defun cl-nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
3967 This function is like @code{cl-subst}, except that it works by
3968 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
3969 rather than copying.
3970 @end defun
3972 @findex cl-subst-if
3973 @findex cl-subst-if-not
3974 @findex cl-nsubst-if
3975 @findex cl-nsubst-if-not
3976 The @code{cl-subst-if}, @code{cl-subst-if-not}, @code{cl-nsubst-if}, and
3977 @code{cl-nsubst-if-not} functions are defined similarly.
3979 @defun cl-sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3980 This function is like @code{cl-subst}, except that it takes an
3981 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
3982 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
3983 function, if any), is compared with the @code{car}s of
3984 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
3985 @code{cdr}.
3986 @end defun
3988 @defun cl-nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
3989 This is a destructive version of @code{cl-sublis}.
3990 @end defun
3992 @node Lists as Sets
3993 @section Lists as Sets
3995 @noindent
3996 These functions perform operations on lists which represent sets
3997 of elements.
3999 @defun cl-member item list @t{&key :test :test-not :key}
4000 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4001 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4002 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4003 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4004 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4005 @xref{Sequences}.
4007 The standard Emacs lisp function @code{member} uses @code{equal} for
4008 comparisons; it is equivalent to @code{(cl-member @var{item} @var{list}
4009 :test 'equal)}.
4010 @end defun
4012 @findex cl-member-if
4013 @findex cl-member-if-not
4014 The @code{cl-member-if} and @code{cl-member-if-not} functions
4015 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4017 @defun cl-tailp sublist list
4018 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4019 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4020 any of its @code{cdr}s.
4021 @end defun
4023 @defun cl-adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4024 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4025 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4026 is not already present on the list (as determined by @code{cl-member}).
4027 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4028 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4029 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4030 become part of the list.
4031 @end defun
4033 @defun cl-union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4034 This function combines two lists which represent sets of items,
4035 returning a list that represents the union of those two sets.
4036 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4037 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4038 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4039 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4040 undefined whether or not that duplication will survive in the
4041 result list.  The order of elements in the result list is also
4042 undefined.
4043 @end defun
4045 @defun cl-nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4046 This is a destructive version of @code{cl-union}; rather than copying,
4047 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4048 @end defun
4050 @defun cl-intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4051 This function computes the intersection of the sets represented
4052 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4053 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4054 @end defun
4056 @defun cl-nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4057 This is a destructive version of @code{cl-intersection}.  It
4058 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4059 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4060 @end defun
4062 @defun cl-set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4063 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4064 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4065 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4066 @end defun
4068 @defun cl-nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4069 This is a destructive @code{cl-set-difference}, which will try
4070 to reuse @var{list1} if possible.
4071 @end defun
4073 @defun cl-set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4074 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4075 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4076 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4077 @end defun
4079 @defun cl-nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4080 This is a destructive @code{cl-set-exclusive-or}, which will try
4081 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4082 @end defun
4084 @defun cl-subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4085 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4086 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4087 also appears in @var{list2}.
4088 @end defun
4090 @node Association Lists
4091 @section Association Lists
4093 @noindent
4094 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4095 one set of values to another; any list whose elements are cons
4096 cells is an association list.
4098 @defun cl-assoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4099 This function searches the association list @var{a-list} for an
4100 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4101 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4102 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4103 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4104 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4105 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4106 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4107 elements of @var{a-list} to be an error.)
4108 @end defun
4110 @defun cl-rassoc item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4111 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4112 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4113 the inverse of the mapping to @var{item}.
4114 @end defun
4116 @findex cl-assoc-if
4117 @findex cl-assoc-if-not
4118 @findex cl-rassoc-if
4119 @findex cl-rassoc-if-not
4120 The @code{cl-assoc-if}, @code{cl-assoc-if-not}, @code{cl-rassoc-if},
4121 and @code{cl-rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4123 Two simple functions for constructing association lists are:
4125 @defun cl-acons key value alist
4126 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4127 @end defun
4129 @defun cl-pairlis keys values &optional alist
4130 This is equivalent to @code{(nconc (cl-mapcar 'cons @var{keys} @var{values})
4131 @var{alist})}.
4132 @end defun
4134 @node Structures
4135 @chapter Structures
4137 @noindent
4138 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4139 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4140 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4141 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4142 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4143 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4144 type.
4146 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4147 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4148 system provides no way to create new distinct types, this package
4149 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4150 special ``tag'' symbol to identify them.
4152 @defmac cl-defstruct name slots@dots{}
4153 The @code{cl-defstruct} form defines a new structure type called
4154 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4155 may begin with a string which documents the structure type.)
4156 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4157 are symbols.  For example,
4159 @example
4160 (cl-defstruct person name age sex)
4161 @end example
4163 @noindent
4164 defines a struct type called @code{person} which contains three
4165 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4166 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4167 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4168 using @code{setf} on any of these place forms:
4170 @example
4171 (cl-incf (person-age birthday-boy))
4172 @end example
4174 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4175 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4176 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4177 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4178 slot ``undefined'', according to the Common Lisp standard; in Emacs
4179 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4181 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4182 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4184 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4185 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4186 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4187 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4188 length which starts with the correct tag symbol.)
4190 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4191 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4192 argument is the wrong type.  This check is affected by
4193 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4194 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4195 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4196 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4197 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4198 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4199 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4200 @xref{Declarations}.
4202 @example
4203 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4204      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4205 (setq other (copy-person dave))
4206      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4207 (eq dave other)
4208      @result{} nil
4209 (eq (person-name dave) (person-name other))
4210      @result{} t
4211 (person-p dave)
4212      @result{} t
4213 (person-p [1 2 3 4])
4214      @result{} nil
4215 (person-p "Bogus")
4216      @result{} nil
4217 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4218      @result{} t
4219 @end example
4221 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4222 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4223 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4224 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4225 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4226 structure type is created without specifying that slot's value.
4228 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4229 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4230 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4231 the slot's value is determined when the object is created and does
4232 not change afterward.
4234 @example
4235 (cl-defstruct person
4236      (name nil :read-only t)
4237      age
4238      (sex 'unknown))
4239 @end example
4241 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4243 For obscure historical reasons, structure options take a different
4244 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4245 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4246 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4247 enclosed in lists.)
4249 @example
4250 (cl-defstruct (person (:constructor create-person)
4251                       (:type list)
4252                       :named)
4253      name age sex)
4254 @end example
4256 The following structure options are recognized.
4258 @table @code
4259 @item :conc-name
4260 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4261 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4262 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4263 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4264 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4265 to name the accessor functions.
4267 @item :constructor
4268 In the simple case, this option takes one argument which is an
4269 alternate name to use for the constructor function.  The default
4270 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4271 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4272 as an argument means that no standard constructor should be
4273 generated at all.
4275 In the full form of this option, the constructor name is followed
4276 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4277 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4278 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4279 The argument names should match the slot names; each slot is
4280 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4281 do not appear in the argument list are initialized based on the
4282 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4283 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4284 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4285 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4286 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4287 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4289 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4290 options on a structure.  The default constructor is still generated
4291 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4292 option.
4294 @example
4295 (cl-defstruct
4296     (person
4297      (:constructor nil)   ; no default constructor
4298      (:constructor new-person
4299                    (name sex &optional (age 0)))
4300      (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4301                                    (dog-years 0)
4302                               &aux (age (* 7 dog-years))
4303                                    (sex 'canine))))
4304     name age sex)
4305 @end example
4307 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4308 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4309 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4310 ``BOA constructors''.  No, I'm not making this up.)  For example,
4311 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4312 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4314 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4315 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4316 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4317 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4318 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4319 overriding it.
4321 @item :copier
4322 The argument is an alternate name for the copier function for
4323 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4324 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4325 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4327 @item :predicate
4328 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4329 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4330 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4331 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4332 ever generated.)
4334 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4335 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4336 package, @code{cl-typep} simply looks for a function called
4337 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4338 only if they used the default predicate name.
4340 @item :include
4341 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4342 The argument is the name of another structure type previously
4343 created with @code{cl-defstruct}.  The effect is to cause the new
4344 structure type to inherit all of the included structure's slots
4345 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4346 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4347 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4348 for the included type will also accept objects of the new type.
4350 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4351 the included-structure name, these options are treated as replacement
4352 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4353 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4355 @example
4356 (cl-defstruct person name (age 0) sex)
4357         @result{} person
4358 (cl-defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4359      helmet-size
4360      (favorite-beverage 'tang))
4361         @result{} astronaut
4363 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4364      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4365 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4366      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4368 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4369      @result{} (t t)
4370 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4371      @result{} (nil t)
4373 (person-name buzz)
4374      @result{} "Buzz"
4375 (astronaut-name joe)
4376      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4377 @end example
4379 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4380 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4381 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4382 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4383 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4384 work on astronauts just like other people.
4386 @item :print-function
4387 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4388 which is called to print an instance of the structure type.  The
4389 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4390 allow for such a feature, so this package simply ignores
4391 @code{:print-function}.
4393 @item :type
4394 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4395 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4396 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4397 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4398 lists instead.
4400 The vector representation for structure objects has the advantage
4401 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4402 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4403 but take a relatively long time accessing the later slots.
4405 @item :named
4406 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4407 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4408 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4409 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4410 features.
4412 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4413 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4414 conjunction with @code{:type}.
4416 @example
4417 (cl-defstruct (person1) name age sex)
4418 (cl-defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4419 (cl-defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4421 (setq p1 (make-person1))
4422      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4423 (setq p2 (make-person2))
4424      @result{} (person2 nil nil nil)
4425 (setq p3 (make-person3))
4426      @result{} (nil nil nil)
4428 (person1-p p1)
4429      @result{} t
4430 (person2-p p2)
4431      @result{} t
4432 (person3-p p3)
4433      @result{} error: function person3-p undefined
4434 @end example
4436 Since unnamed structures don't have tags, @code{cl-defstruct} is not
4437 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4438 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4439 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4440 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4441 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4442 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4443 proceeding.
4445 @item :initial-offset
4446 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4447 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4448 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4449 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4450 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4451 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4452 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4453 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4454 of the included type and the first new slot.
4455 @end table
4456 @end defmac
4458 Except as noted, the @code{cl-defstruct} facility of this package is
4459 entirely compatible with that of Common Lisp.
4461 @node Assertions
4462 @chapter Assertions and Errors
4464 @noindent
4465 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4466 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4467 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4468 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4470 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4471 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4472 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4473 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4475 @defmac cl-assert test-form [show-args string args@dots{}]
4476 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4477 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4478 is not satisfied, @code{cl-assert} signals an error.
4480 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4481 You can specify a different error message by including a @var{string}
4482 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4483 passed to @code{error} to signal the error.
4485 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4486 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4487 will also include all non-constant arguments of the top-level
4488 @var{form}.  For example:
4490 @example
4491 (cl-assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4492 @end example
4494 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4495 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4496 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4497 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4498 makes no sense to specify @var{places}.
4499 @end defmac
4501 @defmac cl-check-type form type [string]
4502 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4503 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{cl-check-type}
4504 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4505 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4506 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4507 error message in place of @var{type}.  For example:
4509 @example
4510 (cl-check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4511 @end example
4513 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4514 that may be used for @var{type}.
4516 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4517 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4518 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4519 user to modify @var{place}.
4520 @end defmac
4522 @node Efficiency Concerns
4523 @appendix Efficiency Concerns
4525 @appendixsec Macros
4527 @noindent
4528 Many of the advanced features of this package, such as @code{cl-defun},
4529 @code{cl-loop}, etc., are implemented as Lisp macros.  In
4530 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4531 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4532 the form
4534 @example
4535 (cl-incf i n)
4536 @end example
4538 @noindent
4539 is expanded at compile-time to the Lisp form
4541 @example
4542 (setq i (+ i n))
4543 @end example
4545 @noindent
4546 which is the most efficient ways of doing this operation
4547 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4548 readable @code{cl-incf} form in your compiled code.
4550 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4551 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4552 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4553 A loop using @code{cl-incf} a hundred times will execute considerably
4554 faster if compiled, and will also garbage-collect less because the
4555 macro expansion will not have to be generated, used, and thrown away a
4556 hundred times.
4558 You can find out how a macro expands by using the
4559 @code{cl-prettyexpand} function.
4561 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4562 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4563 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4564 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4565 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4566 this function is to go to the @file{*scratch*} buffer and type, say,
4568 @example
4569 (cl-prettyexpand '(cl-loop for x below 10 collect x))
4570 @end example
4572 @noindent
4573 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4574 the expansion
4576 @example
4577 (cl-block nil
4578      (let* ((x 0)
4579             (G1004 nil))
4580        (while (< x 10)
4581          (setq G1004 (cons x G1004))
4582          (setq x (+ x 1)))
4583        (nreverse G1004)))
4584 @end example
4586 @noindent
4587 will be inserted into the buffer.  (The @code{cl-block} macro is
4588 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4589 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4590 variable @code{G1004} was created by @code{cl-gensym}.)
4592 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4593 macros are expanded, including @code{cl-block}, @code{cl-eval-when},
4594 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4595 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4597 @example
4598 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list))
4599      @print{} (setq list (cl-adjoin 'x list))
4600 (cl-prettyexpand '(cl-pushnew 'x list) t)
4601      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4602 (cl-prettyexpand '(caddr (cl-member 'a list)) t)
4603      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4604 @end example
4606 Note that @code{cl-adjoin}, @code{cl-caddr}, and @code{cl-member} all
4607 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4608 @end defun
4610 @ifinfo
4611 @example
4613 @end example
4614 @end ifinfo
4615 @appendixsec Error Checking
4617 @noindent
4618 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4619 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4620 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4621 incompatibility.
4623 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4624 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4625 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4626 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4627 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4628 compactness and efficiency.  For example, @code{cl-do} variable
4629 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4630 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4631 syntax error.  The @code{cl-endp} function is simply a synonym for
4632 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4633 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4634 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4636 Argument lists (as processed by @code{cl-defun} and friends)
4637 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4638 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4639 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4640 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4641 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4642 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4643 defined in this package such as @code{cl-find} and @code{cl-member}
4644 do check their keyword arguments for validity.
4646 @ifinfo
4647 @example
4649 @end example
4650 @end ifinfo
4651 @appendixsec Optimizing Compiler
4653 @noindent
4654 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4655 Lisp macros emit
4656 code which can be improved by optimization.  In particular,
4657 @code{cl-block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4658 @code{cl-defun} and @code{cl-loop}) carry a fair run-time penalty; the
4659 optimizing compiler removes @code{cl-block}s which are not actually
4660 referenced by @code{cl-return} or @code{cl-return-from} inside the block.
4662 @node Common Lisp Compatibility
4663 @appendix Common Lisp Compatibility
4665 @noindent
4666 Following is a list of all known incompatibilities between this
4667 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4669 @ignore
4670 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4671 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4672 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4673 Common Lisp versions of these functions.
4674 @end ignore
4676 The word @code{cl-defun} is required instead of @code{defun} in order
4677 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4678 @code{cl-defmacro} and @code{cl-function} are versions of those forms
4679 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4680 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4681 inside recursive argument lists).
4683 The @code{equal} predicate does not distinguish
4684 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{cl-equalp}
4685 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
4687 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
4688 setf-methods return a list of five values rather than five
4689 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
4690 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
4692 The @code{cl-do-all-symbols} form is the same as @code{cl-do-symbols}
4693 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
4694 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
4695 are not a first-class package mechanism, there is no way for
4696 @code{cl-do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
4698 The @code{cl-loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
4699 and type specifiers are unimplemented.
4701 The multiple-value return facility treats lists as multiple
4702 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
4703 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
4704 @code{cl-values} or @code{cl-values-list} is always used to return to
4705 a @code{cl-multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
4706 if @code{cl-values} is used without @code{cl-multiple-value-@dots{}}
4707 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
4709 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
4710 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
4711 example, local @code{special} declarations, which are purely
4712 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
4713 set down in Steele's book.
4715 The variable @code{cl--gensym-counter} starts out with a pseudo-random
4716 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
4717 generated symbols become interned when they are written to and
4718 loaded back from a file.
4720 The @code{cl-defstruct} facility is compatible, except that structures
4721 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
4722 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
4724 The second argument of @code{cl-check-type} is treated differently.
4726 @node Porting Common Lisp
4727 @appendix Porting Common Lisp
4729 @noindent
4730 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
4731 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
4732 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
4733 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
4734 one, some of the features in this package are not fully compliant
4735 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
4736 are also quite a few features that this package does not provide
4737 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
4738 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
4740 @itemize @bullet
4741 @item
4742 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
4743 by default.  Some programs refer to a function or variable as
4744 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
4745 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
4747 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
4748 is happy to let the program's own functions and variables use
4749 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
4750 @code{defun} will have to be changed to lower case.
4752 @item
4753 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
4754 bindings apply only to references physically within their bodies (or
4755 within macro expansions in their bodies).  Traditionally, Emacs Lisp
4756 uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a variable is visible
4757 even inside functions called from the body.
4758 @xref{Dynamic Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4759 Lexical binding is available since Emacs 24.1, so be sure to set
4760 @code{lexical-binding} to @code{t} if you need to emulate this aspect
4761 of Common Lisp.  @xref{Lexical Binding,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}.
4763 Here is an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
4764 Emacs Lisp if @code{lexical-binding} were set to @code{nil}:
4766 @example
4767 (defun map-odd-elements (func list)
4768   (loop for x in list
4769         for flag = t then (not flag)
4770         collect (if flag x (funcall func x))))
4772 (defun add-odd-elements (list x)
4773   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x)) list))
4774 @end example
4776 @noindent
4777 With lexical binding, the two functions' usages of @code{x} are
4778 completely independent.  With dynamic binding, the binding to @code{x}
4779 made by @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
4780 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function is
4781 called.
4783 Internally, this package uses lexical binding so that such problems do
4784 not occur.  @xref{Lexical Bindings}, for a description of the obsolete
4785 @code{lexical-let} form that emulates a Common Lisp-style lexical
4786 binding when dynamic binding is in use.
4788 @item
4789 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
4790 works at the level of individual characters.  For example, Common
4791 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
4792 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
4793 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
4794 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
4796 @item
4797 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
4798 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
4799 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
4800 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
4801 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
4802 Lisp.
4804 @item
4805 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
4806 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
4807 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
4808 application program would have a package for its own symbols.
4809 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
4810 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
4811 of other packages.  To access symbols that would not normally be
4812 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
4813 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
4815 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
4816 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
4817 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
4818 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
4819 However, the Emacs parser does not understand colons and just
4820 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
4821 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
4822 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
4823 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
4824 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
4826 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays'', which are
4827 package-like collections of symbols, but this feature is not
4828 strong enough to be used as a true package mechanism.
4830 @item
4831 The @code{format} function is quite different between Common
4832 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
4833 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
4834 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
4835 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
4836 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
4837 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
4838 introduce format codes, and the set of available codes is
4839 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
4840 string literals; instead, @code{format} is used with the
4841 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
4842 codes provide such features as paragraph filling, case
4843 conversion, and even loops and conditionals.
4845 While it would have been possible to implement most of Common
4846 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{cl-format},
4847 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
4848 a huge amount of code to implement even a decent subset of
4849 @code{cl-format}, yet the functionality it would provide over
4850 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
4852 @item
4853 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
4854 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
4855 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
4856 something entirely different---strings with properties.
4858 @item
4859 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The notation
4860 for character constants is also different: @code{#\A} in Common Lisp
4861 where Emacs Lisp uses @code{?A}.  Also, @code{string=} and
4862 @code{string-equal} are synonyms in Emacs Lisp, whereas the latter is
4863 case-insensitive in Common Lisp.
4865 @item
4866 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
4867 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
4868 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
4869 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
4870 streams are a set of existing data types rather than a new data
4871 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
4872 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
4873 than being distinct types.
4875 @item
4876 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
4877 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
4878 (@pxref{Top, , Introduction, eieio, EIEIO}) does implement some
4879 CLOS functionality.
4881 @item
4882 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
4883 Lisp features of a different name generally have not been
4884 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
4885 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
4886 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
4887 exactly the same thing, so this package has not bothered to
4888 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
4890 @item
4891 A few more notable Common Lisp features not included in this
4892 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
4893 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
4895 @item
4896 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
4897 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
4898 and compiler make recursion much less efficient than it is in
4899 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
4900 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
4901 numbers using something like
4903 @example
4904 (defun sum-list (list)
4905   (if list
4906       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
4907     0))
4908 @end example
4910 @noindent
4911 where a more iteratively-minded programmer might write one of
4912 these forms:
4914 @example
4915 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (cl-incf total x)) total)
4916 (cl-loop for x in my-list sum x)
4917 @end example
4919 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
4920 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
4921 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
4922 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
4923 recursion.
4924 @end itemize
4926 @node Obsolete Features
4927 @appendix Obsolete Features
4929 This section describes some features of the package that are obsolete
4930 and should not be used in new code.  They are either only provided by
4931 the old @file{cl.el} entry point, not by the newer @file{cl-lib.el};
4932 or where versions with a @samp{cl-} prefix do exist they do not behave
4933 in exactly the same way.
4935 @menu
4936 * Lexical Bindings::            An approximation of lexical binding.
4937 * Obsolete Lexical Macros::     Obsolete macros using lexical-let.
4938 * Obsolete Setf Customization:: Obsolete ways to customize setf.
4939 @end menu
4941 @node Lexical Bindings
4942 @appendixsec Lexical Bindings
4944 The following macros are extensions to Common Lisp, where all bindings
4945 are lexical unless declared otherwise.  These features are likewise
4946 obsolete since the introduction of true lexical binding in Emacs 24.1.
4948 @defmac lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
4949 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
4950 establishes are purely lexical.
4951 @end defmac
4953 @c FIXME remove this and refer to elisp manual.
4954 @c Maybe merge some stuff from here to there?
4955 @noindent
4956 Lexical bindings are similar to local variables in a language like C:
4957 Only the code physically within the body of the @code{lexical-let}
4958 (after macro expansion) may refer to the bound variables.
4960 @example
4961 (setq a 5)
4962 (defun foo (b) (+ a b))
4963 (let ((a 2)) (foo a))
4964      @result{} 4
4965 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
4966      @result{} 7
4967 @end example
4969 @noindent
4970 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
4971 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
4972 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
4973 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
4974 body, without any effect on the global variable of the same name.
4976 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
4977 A closure is a function object that refers to an outside lexical
4978 variable (@pxref{Closures,,,elisp,GNU Emacs Lisp Reference Manual}).
4979 For example:
4981 @example
4982 (defun make-adder (n)
4983   (lexical-let ((n n))
4984     (function (lambda (m) (+ n m)))))
4985 (setq add17 (make-adder 17))
4986 (funcall add17 4)
4987      @result{} 21
4988 @end example
4990 @noindent
4991 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
4992 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
4993 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
4994 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
4995 call to @code{make-adder} itself.
4997 @example
4998 (defun make-counter ()
4999   (lexical-let ((n 0))
5000     (cl-function (lambda (&optional (m 1)) (cl-incf n m)))))
5001 (setq count-1 (make-counter))
5002 (funcall count-1 3)
5003      @result{} 3
5004 (funcall count-1 14)
5005      @result{} 17
5006 (setq count-2 (make-counter))
5007 (funcall count-2 5)
5008      @result{} 5
5009 (funcall count-1 2)
5010      @result{} 19
5011 (funcall count-2)
5012      @result{} 6
5013 @end example
5015 @noindent
5016 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
5017 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
5018 function object that is returned.
5020 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
5021 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
5022 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
5023 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
5024 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
5025 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
5026 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
5027 closures, then the lexical variables are free as soon as the
5028 @code{lexical-let} returns.
5030 Many closures are used only during the extent of the bindings they
5031 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
5032 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
5033 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
5034 closures:
5036 @example
5037 (defun add-to-list (x list)
5038   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
5039 (add-to-list 7 '(1 2 5))
5040      @result{} (8 9 12)
5041 @end example
5043 @noindent
5044 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
5045 it is not necessary to make a true closure out of it.
5047 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
5048 to create a named closure.  If several closures are created in the
5049 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
5050 instance of the lexical variable.
5052 @defmac lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
5053 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
5054 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
5055 @end defmac
5057 @node Obsolete Lexical Macros
5058 @appendixsec Macros Defined Using Lexical-Let
5060 The following macros are defined using @code{lexical-let}.
5061 They are replaced by versions with a @samp{cl-} prefix that use true
5062 lexical binding (and hence rely on @code{lexical-binding} being set to
5063 @code{t} in code using them).
5065 @defmac flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
5066 Replaced by @code{cl-flet} (@pxref{Function Bindings})
5067 or @code{cl-letf} (@pxref{Modify Macros}).
5068 @end defmac
5070 @defmac labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
5071 Replaced by @code{cl-labels} (@pxref{Function Bindings}).
5072 @end defmac
5074 @defmac letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
5075 Replaced by @code{cl-letf} (@pxref{Modify Macros}).
5076 @end defmac
5078 @node Obsolete Setf Customization
5079 @appendixsec Obsolete Ways to Customize Setf
5081 This section describes some obsolete ways to extend @code{setf}.
5082 They are replaced by @file{gv.el} in Emacs 24.3.
5084 @c FIXME.
5085 @defmac define-setf-expander name arglist &rest body
5086 Use @file{gv.el}.
5087 @end defmac
5089 @defmac defsetf access-fn update-fn
5090 Use @file{gv.el}.
5091 @end defmac
5093 @defmac define-modify-macro name arglist function [doc-string]
5094 Use @file{gv.el}.
5095 @end defmac
5098 @node GNU Free Documentation License
5099 @appendix GNU Free Documentation License
5100 @include doclicense.texi
5102 @node Function Index
5103 @unnumbered Function Index
5105 @printindex fn
5107 @node Variable Index
5108 @unnumbered Variable Index
5110 @printindex vr
5112 @bye