(search_buffer): Give up BM search on case-fold-search
[emacs.git] / man / cl.texi
blob92c93c487bf0fa0b2f696f4324e027b61093e095
1 \input texinfo    @c -*-texinfo-*-
2 @setfilename ../info/cl
3 @settitle Common Lisp Extensions
5 @copying
6 This file documents the GNU Emacs Common Lisp emulation package.
8 Copyright (C) 1993, 2002, 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
10 @quotation
11 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
12 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or
13 any later version published by the Free Software Foundation; with no
14 Invariant Sections, with the Front-Cover texts being ``A GNU
15 Manual'', and with the Back-Cover Texts as in (a) below.  A copy of the
16 license is included in the section entitled ``GNU Free Documentation
17 License'' in the Emacs manual.
19 (a) The FSF's Back-Cover Text is: ``You have freedom to copy and modify
20 this GNU Manual, like GNU software.  Copies published by the Free
21 Software Foundation raise funds for GNU development.''
23 This document is part of a collection distributed under the GNU Free
24 Documentation License.  If you want to distribute this document
25 separately from the collection, you can do so by adding a copy of the
26 license to the document, as described in section 6 of the license.
27 @end quotation
28 @end copying
30 @dircategory Emacs
31 @direntry
32 * CL: (cl).             Partial Common Lisp support for Emacs Lisp.
33 @end direntry
35 @finalout
37 @titlepage
38 @sp 6
39 @center @titlefont{Common Lisp Extensions}
40 @sp 4
41 @center For GNU Emacs Lisp
42 @sp 1
43 @center Version 2.02
44 @sp 5
45 @center Dave Gillespie
46 @center daveg@@synaptics.com
47 @page
48 @vskip 0pt plus 1filll
49 @insertcopying
50 @end titlepage
52 @node Top, Overview, (dir), (dir)
53 @chapter Introduction
55 @noindent
56 This document describes a set of Emacs Lisp facilities borrowed from
57 Common Lisp.  All the facilities are described here in detail.  While
58 this document does not assume any prior knowledge of Common Lisp, it
59 does assume a basic familiarity with Emacs Lisp.
61 @menu
62 * Overview::             Installation, usage, etc.
63 * Program Structure::    Arglists, `eval-when', `defalias'
64 * Predicates::           `typep', `eql', and `equalp'
65 * Control Structure::    `setf', `do', `loop', etc.
66 * Macros::               Destructuring, `define-compiler-macro'
67 * Declarations::         `proclaim', `declare', etc.
68 * Symbols::              Property lists, `gensym'
69 * Numbers::              Predicates, functions, random numbers
70 * Sequences::            Mapping, functions, searching, sorting
71 * Lists::                `cadr', `sublis', `member*', `assoc*', etc.
72 * Structures::           `defstruct'
73 * Assertions::           `check-type', `assert', `ignore-errors'.
75 * Efficiency Concerns::         Hints and techniques
76 * Common Lisp Compatibility::   All known differences with Steele
77 * Old CL Compatibility::        All known differences with old cl.el
78 * Porting Common Lisp::         Hints for porting Common Lisp code
80 * Function Index::
81 * Variable Index::
82 @end menu
84 @node Overview, Program Structure, Top, Top
85 @ifnottex
86 @chapter Overview
87 @end ifnottex
89 @noindent
90 Common Lisp is a huge language, and Common Lisp systems tend to be
91 massive and extremely complex.  Emacs Lisp, by contrast, is rather
92 minimalist in the choice of Lisp features it offers the programmer.
93 As Emacs Lisp programmers have grown in number, and the applications
94 they write have grown more ambitious, it has become clear that Emacs
95 Lisp could benefit from many of the conveniences of Common Lisp.
97 The @dfn{CL} package adds a number of Common Lisp functions and
98 control structures to Emacs Lisp.  While not a 100% complete
99 implementation of Common Lisp, @dfn{CL} adds enough functionality
100 to make Emacs Lisp programming significantly more convenient.
102 @strong{Please note:} the @dfn{CL} functions are not standard parts of
103 the Emacs Lisp name space, so it is legitimate for users to define
104 them with other, conflicting meanings.  To avoid conflicting with
105 those user activities, we have a policy that packages installed in
106 Emacs must not load @dfn{CL} at run time.  (It is ok for them to load
107 @dfn{CL} at compile time only, with @code{eval-when-compile}, and use
108 the macros it provides.)  If you are writing packages that you plan to
109 distribute and invite widespread use for, you might want to observe
110 the same rule.
112 Some Common Lisp features have been omitted from this package
113 for various reasons:
115 @itemize @bullet
116 @item
117 Some features are too complex or bulky relative to their benefit
118 to Emacs Lisp programmers.  CLOS and Common Lisp streams are fine
119 examples of this group.
121 @item
122 Other features cannot be implemented without modification to the
123 Emacs Lisp interpreter itself, such as multiple return values,
124 lexical scoping, case-insensitive symbols, and complex numbers.
125 The @dfn{CL} package generally makes no attempt to emulate these
126 features.
128 @item
129 Some features conflict with existing things in Emacs Lisp.  For
130 example, Emacs' @code{assoc} function is incompatible with the
131 Common Lisp @code{assoc}.  In such cases, this package usually
132 adds the suffix @samp{*} to the function name of the Common
133 Lisp version of the function (e.g., @code{assoc*}).
134 @end itemize
136 The package described here was written by Dave Gillespie,
137 @file{daveg@@synaptics.com}.  It is a total rewrite of the original
138 1986 @file{cl.el} package by Cesar Quiroz.  Most features of the
139 Quiroz package have been retained; any incompatibilities are
140 noted in the descriptions below.  Care has been taken in this
141 version to ensure that each function is defined efficiently,
142 concisely, and with minimal impact on the rest of the Emacs
143 environment.
145 @menu
146 * Usage::                How to use the CL package
147 * Organization::         The package's five component files
148 * Installation::         Compiling and installing CL
149 * Naming Conventions::   Notes on CL function names
150 @end menu
152 @node Usage, Organization, Overview, Overview
153 @section Usage
155 @noindent
156 Lisp code that uses features from the @dfn{CL} package should
157 include at the beginning:
159 @example
160 (require 'cl)
161 @end example
163 @noindent
164 If you want to ensure that the new (Gillespie) version of @dfn{CL}
165 is the one that is present, add an additional @code{(require 'cl-19)}
166 call:
168 @example
169 (require 'cl)
170 (require 'cl-19)
171 @end example
173 @noindent
174 The second call will fail (with ``@file{cl-19.el} not found'') if
175 the old @file{cl.el} package was in use.
177 It is safe to arrange to load @dfn{CL} at all times, e.g.,
178 in your @file{.emacs} file.  But it's a good idea, for portability,
179 to @code{(require 'cl)} in your code even if you do this.
181 @node Organization, Installation, Usage, Overview
182 @section Organization
184 @noindent
185 The Common Lisp package is organized into four files:
187 @table @file
188 @item cl.el
189 This is the ``main'' file, which contains basic functions
190 and information about the package.  This file is relatively
191 compact---about 700 lines.
193 @item cl-extra.el
194 This file contains the larger, more complex or unusual functions.
195 It is kept separate so that packages which only want to use Common
196 Lisp fundamentals like the @code{cadr} function won't need to pay
197 the overhead of loading the more advanced functions.
199 @item cl-seq.el
200 This file contains most of the advanced functions for operating
201 on sequences or lists, such as @code{delete-if} and @code{assoc*}.
203 @item cl-macs.el
204 This file contains the features of the packages which are macros
205 instead of functions.  Macros expand when the caller is compiled,
206 not when it is run, so the macros generally only need to be
207 present when the byte-compiler is running (or when the macros are
208 used in uncompiled code such as a @file{.emacs} file).  Most of
209 the macros of this package are isolated in @file{cl-macs.el} so
210 that they won't take up memory unless you are compiling.
211 @end table
213 The file @file{cl.el} includes all necessary @code{autoload}
214 commands for the functions and macros in the other three files.
215 All you have to do is @code{(require 'cl)}, and @file{cl.el}
216 will take care of pulling in the other files when they are
217 needed.
219 There is another file, @file{cl-compat.el}, which defines some
220 routines from the older @file{cl.el} package that are no longer
221 present in the new package.  This includes internal routines
222 like @code{setelt} and @code{zip-lists}, deprecated features
223 like @code{defkeyword}, and an emulation of the old-style
224 multiple-values feature.  @xref{Old CL Compatibility}.
226 @node Installation, Naming Conventions, Organization, Overview
227 @section Installation
229 @noindent
230 Installation of the @dfn{CL} package is simple:  Just put the
231 byte-compiled files @file{cl.elc}, @file{cl-extra.elc},
232 @file{cl-seq.elc}, @file{cl-macs.elc}, and @file{cl-compat.elc}
233 into a directory on your @code{load-path}.
235 There are no special requirements to compile this package:
236 The files do not have to be loaded before they are compiled,
237 nor do they need to be compiled in any particular order.
239 You may choose to put the files into your main @file{lisp/}
240 directory, replacing the original @file{cl.el} file there.  Or,
241 you could put them into a directory that comes before @file{lisp/}
242 on your @code{load-path} so that the old @file{cl.el} is
243 effectively hidden.
245 Also, format the @file{cl.texinfo} file and put the resulting
246 Info files in the @file{info/} directory or another suitable place.
248 You may instead wish to leave this package's components all in
249 their own directory, and then add this directory to your
250 @code{load-path} and @code{Info-directory-list}.
251 Add the directory to the front of the list so the old @dfn{CL}
252 package and its documentation are hidden.
254 @node Naming Conventions,  , Installation, Overview
255 @section Naming Conventions
257 @noindent
258 Except where noted, all functions defined by this package have the
259 same names and calling conventions as their Common Lisp counterparts.
261 Following is a complete list of functions whose names were changed
262 from Common Lisp, usually to avoid conflicts with Emacs.  In each
263 case, a @samp{*} has been appended to the Common Lisp name to obtain
264 the Emacs name:
266 @example
267 defun*        defsubst*     defmacro*     function*
268 member*       assoc*        rassoc*       get*
269 remove*       delete*       mapcar*       sort*
270 floor*        ceiling*      truncate*     round*
271 mod*          rem*          random*
272 @end example
274 Internal function and variable names in the package are prefixed
275 by @code{cl-}.  Here is a complete list of functions @emph{not}
276 prefixed by @code{cl-} which were not taken from Common Lisp:
278 @example
279 floatp-safe   lexical-let   lexical-let*
280 callf         callf2        letf          letf*
281 defsubst*
282 @end example
284 The following simple functions and macros are defined in @file{cl.el};
285 they do not cause other components like @file{cl-extra} to be loaded.
287 @example
288 eql           floatp-safe   endp
289 evenp         oddp          plusp         minusp
290 caaar .. cddddr
291 list*         ldiff         rest          first .. tenth
292 copy-list     subst         mapcar* [2]
293 adjoin [3]    acons         pairlis       pop [4]
294 push [4]      pushnew [3,4] incf [4]      decf [4]
295 proclaim      declaim
296 @end example
298 @noindent
299 [2] Only for one sequence argument or two list arguments.
301 @noindent
302 [3] Only if @code{:test} is @code{eq}, @code{equal}, or unspecified,
303 and @code{:key} is not used.
305 @noindent
306 [4] Only when @var{place} is a plain variable name.
308 @iftex
309 @chapno=4
310 @end iftex
312 @node Program Structure, Predicates, Overview, Top
313 @chapter Program Structure
315 @noindent
316 This section describes features of the @dfn{CL} package which have to
317 do with programs as a whole: advanced argument lists for functions,
318 and the @code{eval-when} construct.
320 @menu
321 * Argument Lists::       `&key', `&aux', `defun*', `defmacro*'.
322 * Time of Evaluation::   The `eval-when' construct.
323 @end menu
325 @iftex
326 @secno=1
327 @end iftex
329 @node Argument Lists, Time of Evaluation, Program Structure, Program Structure
330 @section Argument Lists
332 @noindent
333 Emacs Lisp's notation for argument lists of functions is a subset of
334 the Common Lisp notation.  As well as the familiar @code{&optional}
335 and @code{&rest} markers, Common Lisp allows you to specify default
336 values for optional arguments, and it provides the additional markers
337 @code{&key} and @code{&aux}.
339 Since argument parsing is built-in to Emacs, there is no way for
340 this package to implement Common Lisp argument lists seamlessly.
341 Instead, this package defines alternates for several Lisp forms
342 which you must use if you need Common Lisp argument lists.
344 @defspec defun* name arglist body...
345 This form is identical to the regular @code{defun} form, except
346 that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp argument
347 list.  Also, the function body is enclosed in an implicit block
348 called @var{name}; @pxref{Blocks and Exits}.
349 @end defspec
351 @defspec defsubst* name arglist body...
352 This is just like @code{defun*}, except that the function that
353 is defined is automatically proclaimed @code{inline}, i.e.,
354 calls to it may be expanded into in-line code by the byte compiler.
355 This is analogous to the @code{defsubst} form;
356 @code{defsubst*} uses a different method (compiler macros) which
357 works in all version of Emacs, and also generates somewhat more
358 efficient inline expansions.  In particular, @code{defsubst*}
359 arranges for the processing of keyword arguments, default values,
360 etc., to be done at compile-time whenever possible.
361 @end defspec
363 @defspec defmacro* name arglist body...
364 This is identical to the regular @code{defmacro} form,
365 except that @var{arglist} is allowed to be a full Common Lisp
366 argument list.  The @code{&environment} keyword is supported as
367 described in Steele.  The @code{&whole} keyword is supported only
368 within destructured lists (see below); top-level @code{&whole}
369 cannot be implemented with the current Emacs Lisp interpreter.
370 The macro expander body is enclosed in an implicit block called
371 @var{name}.
372 @end defspec
374 @defspec function* symbol-or-lambda
375 This is identical to the regular @code{function} form,
376 except that if the argument is a @code{lambda} form then that
377 form may use a full Common Lisp argument list.
378 @end defspec
380 Also, all forms (such as @code{defsetf} and @code{flet}) defined
381 in this package that include @var{arglist}s in their syntax allow
382 full Common Lisp argument lists.
384 Note that it is @emph{not} necessary to use @code{defun*} in
385 order to have access to most @dfn{CL} features in your function.
386 These features are always present; @code{defun*}'s only
387 difference from @code{defun} is its more flexible argument
388 lists and its implicit block.
390 The full form of a Common Lisp argument list is
392 @example
393 (@var{var}...
394  &optional (@var{var} @var{initform} @var{svar})...
395  &rest @var{var}
396  &key ((@var{keyword} @var{var}) @var{initform} @var{svar})...
397  &aux (@var{var} @var{initform})...)
398 @end example
400 Each of the five argument list sections is optional.  The @var{svar},
401 @var{initform}, and @var{keyword} parts are optional; if they are
402 omitted, then @samp{(@var{var})} may be written simply @samp{@var{var}}.
404 The first section consists of zero or more @dfn{required} arguments.
405 These arguments must always be specified in a call to the function;
406 there is no difference between Emacs Lisp and Common Lisp as far as
407 required arguments are concerned.
409 The second section consists of @dfn{optional} arguments.  These
410 arguments may be specified in the function call; if they are not,
411 @var{initform} specifies the default value used for the argument.
412 (No @var{initform} means to use @code{nil} as the default.)  The
413 @var{initform} is evaluated with the bindings for the preceding
414 arguments already established; @code{(a &optional (b (1+ a)))}
415 matches one or two arguments, with the second argument defaulting
416 to one plus the first argument.  If the @var{svar} is specified,
417 it is an auxiliary variable which is bound to @code{t} if the optional
418 argument was specified, or to @code{nil} if the argument was omitted.
419 If you don't use an @var{svar}, then there will be no way for your
420 function to tell whether it was called with no argument, or with
421 the default value passed explicitly as an argument.
423 The third section consists of a single @dfn{rest} argument.  If
424 more arguments were passed to the function than are accounted for
425 by the required and optional arguments, those extra arguments are
426 collected into a list and bound to the ``rest'' argument variable.
427 Common Lisp's @code{&rest} is equivalent to that of Emacs Lisp.
428 Common Lisp accepts @code{&body} as a synonym for @code{&rest} in
429 macro contexts; this package accepts it all the time.
431 The fourth section consists of @dfn{keyword} arguments.  These
432 are optional arguments which are specified by name rather than
433 positionally in the argument list.  For example,
435 @example
436 (defun* foo (a &optional b &key c d (e 17)))
437 @end example
439 @noindent
440 defines a function which may be called with one, two, or more
441 arguments.  The first two arguments are bound to @code{a} and
442 @code{b} in the usual way.  The remaining arguments must be
443 pairs of the form @code{:c}, @code{:d}, or @code{:e} followed
444 by the value to be bound to the corresponding argument variable.
445 (Symbols whose names begin with a colon are called @dfn{keywords},
446 and they are self-quoting in the same way as @code{nil} and
447 @code{t}.)
449 For example, the call @code{(foo 1 2 :d 3 :c 4)} sets the five
450 arguments to 1, 2, 4, 3, and 17, respectively.  If the same keyword
451 appears more than once in the function call, the first occurrence
452 takes precedence over the later ones.  Note that it is not possible
453 to specify keyword arguments without specifying the optional
454 argument @code{b} as well, since @code{(foo 1 :c 2)} would bind
455 @code{b} to the keyword @code{:c}, then signal an error because
456 @code{2} is not a valid keyword.
458 If a @var{keyword} symbol is explicitly specified in the argument
459 list as shown in the above diagram, then that keyword will be
460 used instead of just the variable name prefixed with a colon.
461 You can specify a @var{keyword} symbol which does not begin with
462 a colon at all, but such symbols will not be self-quoting; you
463 will have to quote them explicitly with an apostrophe in the
464 function call.
466 Ordinarily it is an error to pass an unrecognized keyword to
467 a function, e.g., @code{(foo 1 2 :c 3 :goober 4)}.  You can ask
468 Lisp to ignore unrecognized keywords, either by adding the
469 marker @code{&allow-other-keys} after the keyword section
470 of the argument list, or by specifying an @code{:allow-other-keys}
471 argument in the call whose value is non-@code{nil}.  If the
472 function uses both @code{&rest} and @code{&key} at the same time,
473 the ``rest'' argument is bound to the keyword list as it appears
474 in the call.  For example:
476 @smallexample
477 (defun* find-thing (thing &rest rest &key need &allow-other-keys)
478   (or (apply 'member* thing thing-list :allow-other-keys t rest)
479       (if need (error "Thing not found"))))
480 @end smallexample
482 @noindent
483 This function takes a @code{:need} keyword argument, but also
484 accepts other keyword arguments which are passed on to the
485 @code{member*} function.  @code{allow-other-keys} is used to
486 keep both @code{find-thing} and @code{member*} from complaining
487 about each others' keywords in the arguments.
489 The fifth section of the argument list consists of @dfn{auxiliary
490 variables}.  These are not really arguments at all, but simply
491 variables which are bound to @code{nil} or to the specified
492 @var{initforms} during execution of the function.  There is no
493 difference between the following two functions, except for a
494 matter of stylistic taste:
496 @example
497 (defun* foo (a b &aux (c (+ a b)) d)
498   @var{body})
500 (defun* foo (a b)
501   (let ((c (+ a b)) d)
502     @var{body}))
503 @end example
505 Argument lists support @dfn{destructuring}.  In Common Lisp,
506 destructuring is only allowed with @code{defmacro}; this package
507 allows it with @code{defun*} and other argument lists as well.
508 In destructuring, any argument variable (@var{var} in the above
509 diagram) can be replaced by a list of variables, or more generally,
510 a recursive argument list.  The corresponding argument value must
511 be a list whose elements match this recursive argument list.
512 For example:
514 @example
515 (defmacro* dolist ((var listform &optional resultform)
516                    &rest body)
517   ...)
518 @end example
520 This says that the first argument of @code{dolist} must be a list
521 of two or three items; if there are other arguments as well as this
522 list, they are stored in @code{body}.  All features allowed in
523 regular argument lists are allowed in these recursive argument lists.
524 In addition, the clause @samp{&whole @var{var}} is allowed at the
525 front of a recursive argument list.  It binds @var{var} to the
526 whole list being matched; thus @code{(&whole all a b)} matches
527 a list of two things, with @code{a} bound to the first thing,
528 @code{b} bound to the second thing, and @code{all} bound to the
529 list itself.  (Common Lisp allows @code{&whole} in top-level
530 @code{defmacro} argument lists as well, but Emacs Lisp does not
531 support this usage.)
533 One last feature of destructuring is that the argument list may be
534 dotted, so that the argument list @code{(a b . c)} is functionally
535 equivalent to @code{(a b &rest c)}.
537 If the optimization quality @code{safety} is set to 0
538 (@pxref{Declarations}), error checking for wrong number of
539 arguments and invalid keyword arguments is disabled.  By default,
540 argument lists are rigorously checked.
542 @node Time of Evaluation,  , Argument Lists, Program Structure
543 @section Time of Evaluation
545 @noindent
546 Normally, the byte-compiler does not actually execute the forms in
547 a file it compiles.  For example, if a file contains @code{(setq foo t)},
548 the act of compiling it will not actually set @code{foo} to @code{t}.
549 This is true even if the @code{setq} was a top-level form (i.e., not
550 enclosed in a @code{defun} or other form).  Sometimes, though, you
551 would like to have certain top-level forms evaluated at compile-time.
552 For example, the compiler effectively evaluates @code{defmacro} forms
553 at compile-time so that later parts of the file can refer to the
554 macros that are defined.
556 @defspec eval-when (situations...) forms...
557 This form controls when the body @var{forms} are evaluated.
558 The @var{situations} list may contain any set of the symbols
559 @code{compile}, @code{load}, and @code{eval} (or their long-winded
560 ANSI equivalents, @code{:compile-toplevel}, @code{:load-toplevel},
561 and @code{:execute}).
563 The @code{eval-when} form is handled differently depending on
564 whether or not it is being compiled as a top-level form.
565 Specifically, it gets special treatment if it is being compiled
566 by a command such as @code{byte-compile-file} which compiles files
567 or buffers of code, and it appears either literally at the
568 top level of the file or inside a top-level @code{progn}.
570 For compiled top-level @code{eval-when}s, the body @var{forms} are
571 executed at compile-time if @code{compile} is in the @var{situations}
572 list, and the @var{forms} are written out to the file (to be executed
573 at load-time) if @code{load} is in the @var{situations} list.
575 For non-compiled-top-level forms, only the @code{eval} situation is
576 relevant.  (This includes forms executed by the interpreter, forms
577 compiled with @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file},
578 and non-top-level forms.)  The @code{eval-when} acts like a
579 @code{progn} if @code{eval} is specified, and like @code{nil}
580 (ignoring the body @var{forms}) if not.
582 The rules become more subtle when @code{eval-when}s are nested;
583 consult Steele (second edition) for the gruesome details (and
584 some gruesome examples).
586 Some simple examples:
588 @example
589 ;; Top-level forms in foo.el:
590 (eval-when (compile)           (setq foo1 'bar))
591 (eval-when (load)              (setq foo2 'bar))
592 (eval-when (compile load)      (setq foo3 'bar))
593 (eval-when (eval)              (setq foo4 'bar))
594 (eval-when (eval compile)      (setq foo5 'bar))
595 (eval-when (eval load)         (setq foo6 'bar))
596 (eval-when (eval compile load) (setq foo7 'bar))
597 @end example
599 When @file{foo.el} is compiled, these variables will be set during
600 the compilation itself:
602 @example
603 foo1  foo3  foo5  foo7      ; `compile'
604 @end example
606 When @file{foo.elc} is loaded, these variables will be set:
608 @example
609 foo2  foo3  foo6  foo7      ; `load'
610 @end example
612 And if @file{foo.el} is loaded uncompiled, these variables will
613 be set:
615 @example
616 foo4  foo5  foo6  foo7      ; `eval'
617 @end example
619 If these seven @code{eval-when}s had been, say, inside a @code{defun},
620 then the first three would have been equivalent to @code{nil} and the
621 last four would have been equivalent to the corresponding @code{setq}s.
623 Note that @code{(eval-when (load eval) @dots{})} is equivalent
624 to @code{(progn @dots{})} in all contexts.  The compiler treats
625 certain top-level forms, like @code{defmacro} (sort-of) and
626 @code{require}, as if they were wrapped in @code{(eval-when
627 (compile load eval) @dots{})}.
628 @end defspec
630 Emacs includes two special forms related to @code{eval-when}.
631 One of these, @code{eval-when-compile}, is not quite equivalent to
632 any @code{eval-when} construct and is described below.
634 The other form, @code{(eval-and-compile @dots{})}, is exactly
635 equivalent to @samp{(eval-when (compile load eval) @dots{})} and
636 so is not itself defined by this package.
638 @defspec eval-when-compile forms...
639 The @var{forms} are evaluated at compile-time; at execution time,
640 this form acts like a quoted constant of the resulting value.  Used
641 at top-level, @code{eval-when-compile} is just like @samp{eval-when
642 (compile eval)}.  In other contexts, @code{eval-when-compile}
643 allows code to be evaluated once at compile-time for efficiency
644 or other reasons.
646 This form is similar to the @samp{#.} syntax of true Common Lisp.
647 @end defspec
649 @defspec load-time-value form
650 The @var{form} is evaluated at load-time; at execution time,
651 this form acts like a quoted constant of the resulting value.
653 Early Common Lisp had a @samp{#,} syntax that was similar to
654 this, but ANSI Common Lisp replaced it with @code{load-time-value}
655 and gave it more well-defined semantics.
657 In a compiled file, @code{load-time-value} arranges for @var{form}
658 to be evaluated when the @file{.elc} file is loaded and then used
659 as if it were a quoted constant.  In code compiled by
660 @code{byte-compile} rather than @code{byte-compile-file}, the
661 effect is identical to @code{eval-when-compile}.  In uncompiled
662 code, both @code{eval-when-compile} and @code{load-time-value}
663 act exactly like @code{progn}.
665 @example
666 (defun report ()
667   (insert "This function was executed on: "
668           (current-time-string)
669           ", compiled on: "
670           (eval-when-compile (current-time-string))
671           ;; or '#.(current-time-string) in real Common Lisp
672           ", and loaded on: "
673           (load-time-value (current-time-string))))
674 @end example
676 @noindent
677 Byte-compiled, the above defun will result in the following code
678 (or its compiled equivalent, of course) in the @file{.elc} file:
680 @example
681 (setq --temp-- (current-time-string))
682 (defun report ()
683   (insert "This function was executed on: "
684           (current-time-string)
685           ", compiled on: "
686           '"Wed Jun 23 18:33:43 1993"
687           ", and loaded on: "
688           --temp--))
689 @end example
690 @end defspec
692 @node Predicates, Control Structure, Program Structure, Top
693 @chapter Predicates
695 @noindent
696 This section describes functions for testing whether various
697 facts are true or false.
699 @menu
700 * Type Predicates::      `typep', `deftype', and `coerce'
701 * Equality Predicates::  `eql' and `equalp'
702 @end menu
704 @node Type Predicates, Equality Predicates, Predicates, Predicates
705 @section Type Predicates
707 @noindent
708 The @dfn{CL} package defines a version of the Common Lisp @code{typep}
709 predicate.
711 @defun typep object type
712 Check if @var{object} is of type @var{type}, where @var{type} is a
713 (quoted) type name of the sort used by Common Lisp.  For example,
714 @code{(typep foo 'integer)} is equivalent to @code{(integerp foo)}.
715 @end defun
717 The @var{type} argument to the above function is either a symbol
718 or a list beginning with a symbol.
720 @itemize @bullet
721 @item
722 If the type name is a symbol, Emacs appends @samp{-p} to the
723 symbol name to form the name of a predicate function for testing
724 the type.  (Built-in predicates whose names end in @samp{p} rather
725 than @samp{-p} are used when appropriate.)
727 @item
728 The type symbol @code{t} stands for the union of all types.
729 @code{(typep @var{object} t)} is always true.  Likewise, the
730 type symbol @code{nil} stands for nothing at all, and
731 @code{(typep @var{object} nil)} is always false.
733 @item
734 The type symbol @code{null} represents the symbol @code{nil}.
735 Thus @code{(typep @var{object} 'null)} is equivalent to
736 @code{(null @var{object})}.
738 @item
739 The type symbol @code{atom} represents all objects that are not cons
740 cells. Thus @code{(typep @var{object} 'atom)} is equivalent to
741 @code{(atom @var{object})}.
743 @item
744 The type symbol @code{real} is a synonym for @code{number}, and
745 @code{fixnum} is a synonym for @code{integer}.
747 @item
748 The type symbols @code{character} and @code{string-char} match
749 integers in the range from 0 to 255.
751 @item
752 The type symbol @code{float} uses the @code{floatp-safe} predicate
753 defined by this package rather than @code{floatp}, so it will work
754 correctly even in Emacs versions without floating-point support.
756 @item
757 The type list @code{(integer @var{low} @var{high})} represents all
758 integers between @var{low} and @var{high}, inclusive.  Either bound
759 may be a list of a single integer to specify an exclusive limit,
760 or a @code{*} to specify no limit.  The type @code{(integer * *)}
761 is thus equivalent to @code{integer}.
763 @item
764 Likewise, lists beginning with @code{float}, @code{real}, or
765 @code{number} represent numbers of that type falling in a particular
766 range.
768 @item
769 Lists beginning with @code{and}, @code{or}, and @code{not} form
770 combinations of types.  For example, @code{(or integer (float 0 *))}
771 represents all objects that are integers or non-negative floats.
773 @item
774 Lists beginning with @code{member} or @code{member*} represent
775 objects @code{eql} to any of the following values.  For example,
776 @code{(member 1 2 3 4)} is equivalent to @code{(integer 1 4)},
777 and @code{(member nil)} is equivalent to @code{null}.
779 @item
780 Lists of the form @code{(satisfies @var{predicate})} represent
781 all objects for which @var{predicate} returns true when called
782 with that object as an argument.
783 @end itemize
785 The following function and macro (not technically predicates) are
786 related to @code{typep}.
788 @defun coerce object type
789 This function attempts to convert @var{object} to the specified
790 @var{type}.  If @var{object} is already of that type as determined by
791 @code{typep}, it is simply returned.  Otherwise, certain types of
792 conversions will be made:  If @var{type} is any sequence type
793 (@code{string}, @code{list}, etc.) then @var{object} will be
794 converted to that type if possible.  If @var{type} is
795 @code{character}, then strings of length one and symbols with
796 one-character names can be coerced.  If @var{type} is @code{float},
797 then integers can be coerced in versions of Emacs that support
798 floats.  In all other circumstances, @code{coerce} signals an
799 error.
800 @end defun
802 @defspec deftype name arglist forms...
803 This macro defines a new type called @var{name}.  It is similar
804 to @code{defmacro} in many ways; when @var{name} is encountered
805 as a type name, the body @var{forms} are evaluated and should
806 return a type specifier that is equivalent to the type.  The
807 @var{arglist} is a Common Lisp argument list of the sort accepted
808 by @code{defmacro*}.  The type specifier @samp{(@var{name} @var{args}...)}
809 is expanded by calling the expander with those arguments; the type
810 symbol @samp{@var{name}} is expanded by calling the expander with
811 no arguments.  The @var{arglist} is processed the same as for
812 @code{defmacro*} except that optional arguments without explicit
813 defaults use @code{*} instead of @code{nil} as the ``default''
814 default.  Some examples:
816 @example
817 (deftype null () '(satisfies null))    ; predefined
818 (deftype list () '(or null cons))      ; predefined
819 (deftype unsigned-byte (&optional bits)
820   (list 'integer 0 (if (eq bits '*) bits (1- (lsh 1 bits)))))
821 (unsigned-byte 8)  @equiv{}  (integer 0 255)
822 (unsigned-byte)  @equiv{}  (integer 0 *)
823 unsigned-byte  @equiv{}  (integer 0 *)
824 @end example
826 @noindent
827 The last example shows how the Common Lisp @code{unsigned-byte}
828 type specifier could be implemented if desired; this package does
829 not implement @code{unsigned-byte} by default.
830 @end defspec
832 The @code{typecase} and @code{check-type} macros also use type
833 names.  @xref{Conditionals}.  @xref{Assertions}.  The @code{map},
834 @code{concatenate}, and @code{merge} functions take type-name
835 arguments to specify the type of sequence to return.  @xref{Sequences}.
837 @node Equality Predicates,  , Type Predicates, Predicates
838 @section Equality Predicates
840 @noindent
841 This package defines two Common Lisp predicates, @code{eql} and
842 @code{equalp}.
844 @defun eql a b
845 This function is almost the same as @code{eq}, except that if @var{a}
846 and @var{b} are numbers of the same type, it compares them for numeric
847 equality (as if by @code{equal} instead of @code{eq}).  This makes a
848 difference only for versions of Emacs that are compiled with
849 floating-point support.  Emacs floats are allocated
850 objects just like cons cells, which means that @code{(eq 3.0 3.0)}
851 will not necessarily be true---if the two @code{3.0}s were allocated
852 separately, the pointers will be different even though the numbers are
853 the same.  But @code{(eql 3.0 3.0)} will always be true.
855 The types of the arguments must match, so @code{(eql 3 3.0)} is
856 still false.
858 Note that Emacs integers are ``direct'' rather than allocated, which
859 basically means @code{(eq 3 3)} will always be true.  Thus @code{eq}
860 and @code{eql} behave differently only if floating-point numbers are
861 involved, and are indistinguishable on Emacs versions that don't
862 support floats.
864 There is a slight inconsistency with Common Lisp in the treatment of
865 positive and negative zeros.  Some machines, notably those with IEEE
866 standard arithmetic, represent @code{+0} and @code{-0} as distinct
867 values.  Normally this doesn't matter because the standard specifies
868 that @code{(= 0.0 -0.0)} should always be true, and this is indeed
869 what Emacs Lisp and Common Lisp do.  But the Common Lisp standard
870 states that @code{(eql 0.0 -0.0)} and @code{(equal 0.0 -0.0)} should
871 be false on IEEE-like machines; Emacs Lisp does not do this, and in
872 fact the only known way to distinguish between the two zeros in Emacs
873 Lisp is to @code{format} them and check for a minus sign.
874 @end defun
876 @defun equalp a b
877 This function is a more flexible version of @code{equal}.  In
878 particular, it compares strings case-insensitively, and it compares
879 numbers without regard to type (so that @code{(equalp 3 3.0)} is
880 true).  Vectors and conses are compared recursively.  All other
881 objects are compared as if by @code{equal}.
883 This function differs from Common Lisp @code{equalp} in several
884 respects.  First, Common Lisp's @code{equalp} also compares
885 @emph{characters} case-insensitively, which would be impractical
886 in this package since Emacs does not distinguish between integers
887 and characters.  In keeping with the idea that strings are less
888 vector-like in Emacs Lisp, this package's @code{equalp} also will
889 not compare strings against vectors of integers.
890 @end defun
892 Also note that the Common Lisp functions @code{member} and @code{assoc}
893 use @code{eql} to compare elements, whereas Emacs Lisp follows the
894 MacLisp tradition and uses @code{equal} for these two functions.
895 In Emacs, use @code{member*} and @code{assoc*} to get functions
896 which use @code{eql} for comparisons.
898 @node Control Structure, Macros, Predicates, Top
899 @chapter Control Structure
901 @noindent
902 The features described in the following sections implement
903 various advanced control structures, including the powerful
904 @code{setf} facility and a number of looping and conditional
905 constructs.
907 @menu
908 * Assignment::             The `psetq' form
909 * Generalized Variables::  `setf', `incf', `push', etc.
910 * Variable Bindings::      `progv', `lexical-let', `flet', `macrolet'
911 * Conditionals::           `case', `typecase'
912 * Blocks and Exits::       `block', `return', `return-from'
913 * Iteration::              `do', `dotimes', `dolist', `do-symbols'
914 * Loop Facility::          The Common Lisp `loop' macro
915 * Multiple Values::        `values', `multiple-value-bind', etc.
916 @end menu
918 @node Assignment, Generalized Variables, Control Structure, Control Structure
919 @section Assignment
921 @noindent
922 The @code{psetq} form is just like @code{setq}, except that multiple
923 assignments are done in parallel rather than sequentially.
925 @defspec psetq [symbol form]@dots{}
926 This special form (actually a macro) is used to assign to several
927 variables simultaneously.  Given only one @var{symbol} and @var{form},
928 it has the same effect as @code{setq}.  Given several @var{symbol}
929 and @var{form} pairs, it evaluates all the @var{form}s in advance
930 and then stores the corresponding variables afterwards.
932 @example
933 (setq x 2 y 3)
934 (setq x (+ x y)  y (* x y))
936      @result{} 5
937 y                     ; @r{@code{y} was computed after @code{x} was set.}
938      @result{} 15
939 (setq x 2 y 3)
940 (psetq x (+ x y)  y (* x y))
942      @result{} 5
943 y                     ; @r{@code{y} was computed before @code{x} was set.}
944      @result{} 6
945 @end example
947 The simplest use of @code{psetq} is @code{(psetq x y y x)}, which
948 exchanges the values of two variables.  (The @code{rotatef} form
949 provides an even more convenient way to swap two variables;
950 @pxref{Modify Macros}.)
952 @code{psetq} always returns @code{nil}.
953 @end defspec
955 @node Generalized Variables, Variable Bindings, Assignment, Control Structure
956 @section Generalized Variables
958 @noindent
959 A ``generalized variable'' or ``place form'' is one of the many places
960 in Lisp memory where values can be stored.  The simplest place form is
961 a regular Lisp variable.  But the cars and cdrs of lists, elements
962 of arrays, properties of symbols, and many other locations are also
963 places where Lisp values are stored.
965 The @code{setf} form is like @code{setq}, except that it accepts
966 arbitrary place forms on the left side rather than just
967 symbols.  For example, @code{(setf (car a) b)} sets the car of
968 @code{a} to @code{b}, doing the same operation as @code{(setcar a b)}
969 but without having to remember two separate functions for setting
970 and accessing every type of place.
972 Generalized variables are analogous to ``lvalues'' in the C
973 language, where @samp{x = a[i]} gets an element from an array
974 and @samp{a[i] = x} stores an element using the same notation.
975 Just as certain forms like @code{a[i]} can be lvalues in C, there
976 is a set of forms that can be generalized variables in Lisp.
978 @menu
979 * Basic Setf::         `setf' and place forms
980 * Modify Macros::      `incf', `push', `rotatef', `letf', `callf', etc.
981 * Customizing Setf::   `define-modify-macro', `defsetf', `define-setf-method'
982 @end menu
984 @node Basic Setf, Modify Macros, Generalized Variables, Generalized Variables
985 @subsection Basic Setf
987 @noindent
988 The @code{setf} macro is the most basic way to operate on generalized
989 variables.
991 @defspec setf [place form]@dots{}
992 This macro evaluates @var{form} and stores it in @var{place}, which
993 must be a valid generalized variable form.  If there are several
994 @var{place} and @var{form} pairs, the assignments are done sequentially
995 just as with @code{setq}.  @code{setf} returns the value of the last
996 @var{form}.
998 The following Lisp forms will work as generalized variables, and
999 so may appear in the @var{place} argument of @code{setf}:
1001 @itemize @bullet
1002 @item
1003 A symbol naming a variable.  In other words, @code{(setf x y)} is
1004 exactly equivalent to @code{(setq x y)}, and @code{setq} itself is
1005 strictly speaking redundant now that @code{setf} exists.  Many
1006 programmers continue to prefer @code{setq} for setting simple
1007 variables, though, purely for stylistic or historical reasons.
1008 The macro @code{(setf x y)} actually expands to @code{(setq x y)},
1009 so there is no performance penalty for using it in compiled code.
1011 @item
1012 A call to any of the following Lisp functions:
1014 @smallexample
1015 car                 cdr                 caar .. cddddr
1016 nth                 rest                first .. tenth
1017 aref                elt                 nthcdr
1018 symbol-function     symbol-value        symbol-plist
1019 get                 get*                getf
1020 gethash             subseq
1021 @end smallexample
1023 @noindent
1024 Note that for @code{nthcdr} and @code{getf}, the list argument
1025 of the function must itself be a valid @var{place} form.  For
1026 example, @code{(setf (nthcdr 0 foo) 7)} will set @code{foo} itself
1027 to 7.  Note that @code{push} and @code{pop} on an @code{nthcdr}
1028 place can be used to insert or delete at any position in a list.
1029 The use of @code{nthcdr} as a @var{place} form is an extension
1030 to standard Common Lisp.
1032 @item
1033 The following Emacs-specific functions are also @code{setf}-able.
1035 @smallexample
1036 buffer-file-name                  marker-position
1037 buffer-modified-p                 match-data
1038 buffer-name                       mouse-position
1039 buffer-string                     overlay-end
1040 buffer-substring                  overlay-get
1041 current-buffer                    overlay-start
1042 current-case-table                point
1043 current-column                    point-marker
1044 current-global-map                point-max
1045 current-input-mode                point-min
1046 current-local-map                 process-buffer
1047 current-window-configuration      process-filter
1048 default-file-modes                process-sentinel
1049 default-value                     read-mouse-position
1050 documentation-property            screen-height
1051 extent-data                       screen-menubar
1052 extent-end-position               screen-width
1053 extent-start-position             selected-window
1054 face-background                   selected-screen
1055 face-background-pixmap            selected-frame
1056 face-font                         standard-case-table
1057 face-foreground                   syntax-table
1058 face-underline-p                  window-buffer
1059 file-modes                        window-dedicated-p
1060 frame-height                      window-display-table
1061 frame-parameters                  window-height
1062 frame-visible-p                   window-hscroll
1063 frame-width                       window-point
1064 get-register                      window-start
1065 getenv                            window-width
1066 global-key-binding                x-get-cut-buffer
1067 keymap-parent                     x-get-cutbuffer
1068 local-key-binding                 x-get-secondary-selection
1069 mark                              x-get-selection
1070 mark-marker
1071 @end smallexample
1073 Most of these have directly corresponding ``set'' functions, like
1074 @code{use-local-map} for @code{current-local-map}, or @code{goto-char}
1075 for @code{point}.  A few, like @code{point-min}, expand to longer
1076 sequences of code when they are @code{setf}'d (@code{(narrow-to-region
1077 x (point-max))} in this case).
1079 @item
1080 A call of the form @code{(substring @var{subplace} @var{n} [@var{m}])},
1081 where @var{subplace} is itself a valid generalized variable whose
1082 current value is a string, and where the value stored is also a
1083 string.  The new string is spliced into the specified part of the
1084 destination string.  For example:
1086 @example
1087 (setq a (list "hello" "world"))
1088      @result{} ("hello" "world")
1089 (cadr a)
1090      @result{} "world"
1091 (substring (cadr a) 2 4)
1092      @result{} "rl"
1093 (setf (substring (cadr a) 2 4) "o")
1094      @result{} "o"
1095 (cadr a)
1096      @result{} "wood"
1098      @result{} ("hello" "wood")
1099 @end example
1101 The generalized variable @code{buffer-substring}, listed above,
1102 also works in this way by replacing a portion of the current buffer.
1104 @item
1105 A call of the form @code{(apply '@var{func} @dots{})} or
1106 @code{(apply (function @var{func}) @dots{})}, where @var{func}
1107 is a @code{setf}-able function whose store function is ``suitable''
1108 in the sense described in Steele's book; since none of the standard
1109 Emacs place functions are suitable in this sense, this feature is
1110 only interesting when used with places you define yourself with
1111 @code{define-setf-method} or the long form of @code{defsetf}.
1113 @item
1114 A macro call, in which case the macro is expanded and @code{setf}
1115 is applied to the resulting form.
1117 @item
1118 Any form for which a @code{defsetf} or @code{define-setf-method}
1119 has been made.
1120 @end itemize
1122 Using any forms other than these in the @var{place} argument to
1123 @code{setf} will signal an error.
1125 The @code{setf} macro takes care to evaluate all subforms in
1126 the proper left-to-right order; for example,
1128 @example
1129 (setf (aref vec (incf i)) i)
1130 @end example
1132 @noindent
1133 looks like it will evaluate @code{(incf i)} exactly once, before the
1134 following access to @code{i}; the @code{setf} expander will insert
1135 temporary variables as necessary to ensure that it does in fact work
1136 this way no matter what setf-method is defined for @code{aref}.
1137 (In this case, @code{aset} would be used and no such steps would
1138 be necessary since @code{aset} takes its arguments in a convenient
1139 order.)
1141 However, if the @var{place} form is a macro which explicitly
1142 evaluates its arguments in an unusual order, this unusual order
1143 will be preserved.  Adapting an example from Steele, given
1145 @example
1146 (defmacro wrong-order (x y) (list 'aref y x))
1147 @end example
1149 @noindent
1150 the form @code{(setf (wrong-order @var{a} @var{b}) 17)} will
1151 evaluate @var{b} first, then @var{a}, just as in an actual call
1152 to @code{wrong-order}.
1153 @end defspec
1155 @node Modify Macros, Customizing Setf, Basic Setf, Generalized Variables
1156 @subsection Modify Macros
1158 @noindent
1159 This package defines a number of other macros besides @code{setf}
1160 that operate on generalized variables.  Many are interesting and
1161 useful even when the @var{place} is just a variable name.
1163 @defspec psetf [place form]@dots{}
1164 This macro is to @code{setf} what @code{psetq} is to @code{setq}:
1165 When several @var{place}s and @var{form}s are involved, the
1166 assignments take place in parallel rather than sequentially.
1167 Specifically, all subforms are evaluated from left to right, then
1168 all the assignments are done (in an undefined order).
1169 @end defspec
1171 @defspec incf place &optional x
1172 This macro increments the number stored in @var{place} by one, or
1173 by @var{x} if specified.  The incremented value is returned.  For
1174 example, @code{(incf i)} is equivalent to @code{(setq i (1+ i))}, and
1175 @code{(incf (car x) 2)} is equivalent to @code{(setcar x (+ (car x) 2))}.
1177 Once again, care is taken to preserve the ``apparent'' order of
1178 evaluation.  For example,
1180 @example
1181 (incf (aref vec (incf i)))
1182 @end example
1184 @noindent
1185 appears to increment @code{i} once, then increment the element of
1186 @code{vec} addressed by @code{i}; this is indeed exactly what it
1187 does, which means the above form is @emph{not} equivalent to the
1188 ``obvious'' expansion,
1190 @example
1191 (setf (aref vec (incf i)) (1+ (aref vec (incf i))))   ; Wrong!
1192 @end example
1194 @noindent
1195 but rather to something more like
1197 @example
1198 (let ((temp (incf i)))
1199   (setf (aref vec temp) (1+ (aref vec temp))))
1200 @end example
1202 @noindent
1203 Again, all of this is taken care of automatically by @code{incf} and
1204 the other generalized-variable macros.
1206 As a more Emacs-specific example of @code{incf}, the expression
1207 @code{(incf (point) @var{n})} is essentially equivalent to
1208 @code{(forward-char @var{n})}.
1209 @end defspec
1211 @defspec decf place &optional x
1212 This macro decrements the number stored in @var{place} by one, or
1213 by @var{x} if specified.
1214 @end defspec
1216 @defspec pop place
1217 This macro removes and returns the first element of the list stored
1218 in @var{place}.  It is analogous to @code{(prog1 (car @var{place})
1219 (setf @var{place} (cdr @var{place})))}, except that it takes care
1220 to evaluate all subforms only once.
1221 @end defspec
1223 @defspec push x place
1224 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1225 @var{place}.  It is analogous to @code{(setf @var{place} (cons
1226 @var{x} @var{place}))}, except for evaluation of the subforms.
1227 @end defspec
1229 @defspec pushnew x place @t{&key :test :test-not :key}
1230 This macro inserts @var{x} at the front of the list stored in
1231 @var{place}, but only if @var{x} was not @code{eql} to any
1232 existing element of the list.  The optional keyword arguments
1233 are interpreted in the same way as for @code{adjoin}.
1234 @xref{Lists as Sets}.
1235 @end defspec
1237 @defspec shiftf place@dots{} newvalue
1238 This macro shifts the @var{place}s left by one, shifting in the
1239 value of @var{newvalue} (which may be any Lisp expression, not just
1240 a generalized variable), and returning the value shifted out of
1241 the first @var{place}.  Thus, @code{(shiftf @var{a} @var{b} @var{c}
1242 @var{d})} is equivalent to
1244 @example
1245 (prog1
1246     @var{a}
1247   (psetf @var{a} @var{b}
1248          @var{b} @var{c}
1249          @var{c} @var{d}))
1250 @end example
1252 @noindent
1253 except that the subforms of @var{a}, @var{b}, and @var{c} are actually
1254 evaluated only once each and in the apparent order.
1255 @end defspec
1257 @defspec rotatef place@dots{}
1258 This macro rotates the @var{place}s left by one in circular fashion.
1259 Thus, @code{(rotatef @var{a} @var{b} @var{c} @var{d})} is equivalent to
1261 @example
1262 (psetf @var{a} @var{b}
1263        @var{b} @var{c}
1264        @var{c} @var{d}
1265        @var{d} @var{a})
1266 @end example
1268 @noindent
1269 except for the evaluation of subforms.  @code{rotatef} always
1270 returns @code{nil}.  Note that @code{(rotatef @var{a} @var{b})}
1271 conveniently exchanges @var{a} and @var{b}.
1272 @end defspec
1274 The following macros were invented for this package; they have no
1275 analogues in Common Lisp.
1277 @defspec letf (bindings@dots{}) forms@dots{}
1278 This macro is analogous to @code{let}, but for generalized variables
1279 rather than just symbols.  Each @var{binding} should be of the form
1280 @code{(@var{place} @var{value})}; the original contents of the
1281 @var{place}s are saved, the @var{value}s are stored in them, and
1282 then the body @var{form}s are executed.  Afterwards, the @var{places}
1283 are set back to their original saved contents.  This cleanup happens
1284 even if the @var{form}s exit irregularly due to a @code{throw} or an
1285 error.
1287 For example,
1289 @example
1290 (letf (((point) (point-min))
1291        (a 17))
1292   ...)
1293 @end example
1295 @noindent
1296 moves ``point'' in the current buffer to the beginning of the buffer,
1297 and also binds @code{a} to 17 (as if by a normal @code{let}, since
1298 @code{a} is just a regular variable).  After the body exits, @code{a}
1299 is set back to its original value and point is moved back to its
1300 original position.
1302 Note that @code{letf} on @code{(point)} is not quite like a
1303 @code{save-excursion}, as the latter effectively saves a marker
1304 which tracks insertions and deletions in the buffer.  Actually,
1305 a @code{letf} of @code{(point-marker)} is much closer to this
1306 behavior.  (@code{point} and @code{point-marker} are equivalent
1307 as @code{setf} places; each will accept either an integer or a
1308 marker as the stored value.)
1310 Since generalized variables look like lists, @code{let}'s shorthand
1311 of using @samp{foo} for @samp{(foo nil)} as a @var{binding} would
1312 be ambiguous in @code{letf} and is not allowed.
1314 However, a @var{binding} specifier may be a one-element list
1315 @samp{(@var{place})}, which is similar to @samp{(@var{place}
1316 @var{place})}.  In other words, the @var{place} is not disturbed
1317 on entry to the body, and the only effect of the @code{letf} is
1318 to restore the original value of @var{place} afterwards.  (The
1319 redundant access-and-store suggested by the @code{(@var{place}
1320 @var{place})} example does not actually occur.)
1322 In most cases, the @var{place} must have a well-defined value on
1323 entry to the @code{letf} form.  The only exceptions are plain
1324 variables and calls to @code{symbol-value} and @code{symbol-function}.
1325 If the symbol is not bound on entry, it is simply made unbound by
1326 @code{makunbound} or @code{fmakunbound} on exit.
1327 @end defspec
1329 @defspec letf* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1330 This macro is to @code{letf} what @code{let*} is to @code{let}:
1331 It does the bindings in sequential rather than parallel order.
1332 @end defspec
1334 @defspec callf @var{function} @var{place} @var{args}@dots{}
1335 This is the ``generic'' modify macro.  It calls @var{function},
1336 which should be an unquoted function name, macro name, or lambda.
1337 It passes @var{place} and @var{args} as arguments, and assigns the
1338 result back to @var{place}.  For example, @code{(incf @var{place}
1339 @var{n})} is the same as @code{(callf + @var{place} @var{n})}.
1340 Some more examples:
1342 @example
1343 (callf abs my-number)
1344 (callf concat (buffer-name) "<" (int-to-string n) ">")
1345 (callf union happy-people (list joe bob) :test 'same-person)
1346 @end example
1348 @xref{Customizing Setf}, for @code{define-modify-macro}, a way
1349 to create even more concise notations for modify macros.  Note
1350 again that @code{callf} is an extension to standard Common Lisp.
1351 @end defspec
1353 @defspec callf2 @var{function} @var{arg1} @var{place} @var{args}@dots{}
1354 This macro is like @code{callf}, except that @var{place} is
1355 the @emph{second} argument of @var{function} rather than the
1356 first.  For example, @code{(push @var{x} @var{place})} is
1357 equivalent to @code{(callf2 cons @var{x} @var{place})}.
1358 @end defspec
1360 The @code{callf} and @code{callf2} macros serve as building
1361 blocks for other macros like @code{incf}, @code{pushnew}, and
1362 @code{define-modify-macro}.  The @code{letf} and @code{letf*}
1363 macros are used in the processing of symbol macros;
1364 @pxref{Macro Bindings}.
1366 @node Customizing Setf,  , Modify Macros, Generalized Variables
1367 @subsection Customizing Setf
1369 @noindent
1370 Common Lisp defines three macros, @code{define-modify-macro},
1371 @code{defsetf}, and @code{define-setf-method}, that allow the
1372 user to extend generalized variables in various ways.
1374 @defspec define-modify-macro name arglist function [doc-string]
1375 This macro defines a ``read-modify-write'' macro similar to
1376 @code{incf} and @code{decf}.  The macro @var{name} is defined
1377 to take a @var{place} argument followed by additional arguments
1378 described by @var{arglist}.  The call
1380 @example
1381 (@var{name} @var{place} @var{args}...)
1382 @end example
1384 @noindent
1385 will be expanded to
1387 @example
1388 (callf @var{func} @var{place} @var{args}...)
1389 @end example
1391 @noindent
1392 which in turn is roughly equivalent to
1394 @example
1395 (setf @var{place} (@var{func} @var{place} @var{args}...))
1396 @end example
1398 For example:
1400 @example
1401 (define-modify-macro incf (&optional (n 1)) +)
1402 (define-modify-macro concatf (&rest args) concat)
1403 @end example
1405 Note that @code{&key} is not allowed in @var{arglist}, but
1406 @code{&rest} is sufficient to pass keywords on to the function.
1408 Most of the modify macros defined by Common Lisp do not exactly
1409 follow the pattern of @code{define-modify-macro}.  For example,
1410 @code{push} takes its arguments in the wrong order, and @code{pop}
1411 is completely irregular.  You can define these macros ``by hand''
1412 using @code{get-setf-method}, or consult the source file
1413 @file{cl-macs.el} to see how to use the internal @code{setf}
1414 building blocks.
1415 @end defspec
1417 @defspec defsetf access-fn update-fn
1418 This is the simpler of two @code{defsetf} forms.  Where
1419 @var{access-fn} is the name of a function which accesses a place,
1420 this declares @var{update-fn} to be the corresponding store
1421 function.  From now on,
1423 @example
1424 (setf (@var{access-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3}) @var{value})
1425 @end example
1427 @noindent
1428 will be expanded to
1430 @example
1431 (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} @var{value})
1432 @end example
1434 @noindent
1435 The @var{update-fn} is required to be either a true function, or
1436 a macro which evaluates its arguments in a function-like way.  Also,
1437 the @var{update-fn} is expected to return @var{value} as its result.
1438 Otherwise, the above expansion would not obey the rules for the way
1439 @code{setf} is supposed to behave.
1441 As a special (non-Common-Lisp) extension, a third argument of @code{t}
1442 to @code{defsetf} says that the @code{update-fn}'s return value is
1443 not suitable, so that the above @code{setf} should be expanded to
1444 something more like
1446 @example
1447 (let ((temp @var{value}))
1448   (@var{update-fn} @var{arg1} @var{arg2} @var{arg3} temp)
1449   temp)
1450 @end example
1452 Some examples of the use of @code{defsetf}, drawn from the standard
1453 suite of setf methods, are:
1455 @example
1456 (defsetf car setcar)
1457 (defsetf symbol-value set)
1458 (defsetf buffer-name rename-buffer t)
1459 @end example
1460 @end defspec
1462 @defspec defsetf access-fn arglist (store-var) forms@dots{}
1463 This is the second, more complex, form of @code{defsetf}.  It is
1464 rather like @code{defmacro} except for the additional @var{store-var}
1465 argument.  The @var{forms} should return a Lisp form which stores
1466 the value of @var{store-var} into the generalized variable formed
1467 by a call to @var{access-fn} with arguments described by @var{arglist}.
1468 The @var{forms} may begin with a string which documents the @code{setf}
1469 method (analogous to the doc string that appears at the front of a
1470 function).
1472 For example, the simple form of @code{defsetf} is shorthand for
1474 @example
1475 (defsetf @var{access-fn} (&rest args) (store)
1476   (append '(@var{update-fn}) args (list store)))
1477 @end example
1479 The Lisp form that is returned can access the arguments from
1480 @var{arglist} and @var{store-var} in an unrestricted fashion;
1481 macros like @code{setf} and @code{incf} which invoke this
1482 setf-method will insert temporary variables as needed to make
1483 sure the apparent order of evaluation is preserved.
1485 Another example drawn from the standard package:
1487 @example
1488 (defsetf nth (n x) (store)
1489   (list 'setcar (list 'nthcdr n x) store))
1490 @end example
1491 @end defspec
1493 @defspec define-setf-method access-fn arglist forms@dots{}
1494 This is the most general way to create new place forms.  When
1495 a @code{setf} to @var{access-fn} with arguments described by
1496 @var{arglist} is expanded, the @var{forms} are evaluated and
1497 must return a list of five items:
1499 @enumerate
1500 @item
1501 A list of @dfn{temporary variables}.
1503 @item
1504 A list of @dfn{value forms} corresponding to the temporary variables
1505 above.  The temporary variables will be bound to these value forms
1506 as the first step of any operation on the generalized variable.
1508 @item
1509 A list of exactly one @dfn{store variable} (generally obtained
1510 from a call to @code{gensym}).
1512 @item
1513 A Lisp form which stores the contents of the store variable into
1514 the generalized variable, assuming the temporaries have been
1515 bound as described above.
1517 @item
1518 A Lisp form which accesses the contents of the generalized variable,
1519 assuming the temporaries have been bound.
1520 @end enumerate
1522 This is exactly like the Common Lisp macro of the same name,
1523 except that the method returns a list of five values rather
1524 than the five values themselves, since Emacs Lisp does not
1525 support Common Lisp's notion of multiple return values.
1527 Once again, the @var{forms} may begin with a documentation string.
1529 A setf-method should be maximally conservative with regard to
1530 temporary variables.  In the setf-methods generated by
1531 @code{defsetf}, the second return value is simply the list of
1532 arguments in the place form, and the first return value is a
1533 list of a corresponding number of temporary variables generated
1534 by @code{gensym}.  Macros like @code{setf} and @code{incf} which
1535 use this setf-method will optimize away most temporaries that
1536 turn out to be unnecessary, so there is little reason for the
1537 setf-method itself to optimize.
1538 @end defspec
1540 @defun get-setf-method place &optional env
1541 This function returns the setf-method for @var{place}, by
1542 invoking the definition previously recorded by @code{defsetf}
1543 or @code{define-setf-method}.  The result is a list of five
1544 values as described above.  You can use this function to build
1545 your own @code{incf}-like modify macros.  (Actually, it is
1546 better to use the internal functions @code{cl-setf-do-modify}
1547 and @code{cl-setf-do-store}, which are a bit easier to use and
1548 which also do a number of optimizations; consult the source
1549 code for the @code{incf} function for a simple example.)
1551 The argument @var{env} specifies the ``environment'' to be
1552 passed on to @code{macroexpand} if @code{get-setf-method} should
1553 need to expand a macro in @var{place}.  It should come from
1554 an @code{&environment} argument to the macro or setf-method
1555 that called @code{get-setf-method}.
1557 See also the source code for the setf-methods for @code{apply}
1558 and @code{substring}, each of which works by calling
1559 @code{get-setf-method} on a simpler case, then massaging
1560 the result in various ways.
1561 @end defun
1563 Modern Common Lisp defines a second, independent way to specify
1564 the @code{setf} behavior of a function, namely ``@code{setf}
1565 functions'' whose names are lists @code{(setf @var{name})}
1566 rather than symbols.  For example, @code{(defun (setf foo) @dots{})}
1567 defines the function that is used when @code{setf} is applied to
1568 @code{foo}.  This package does not currently support @code{setf}
1569 functions.  In particular, it is a compile-time error to use
1570 @code{setf} on a form which has not already been @code{defsetf}'d
1571 or otherwise declared; in newer Common Lisps, this would not be
1572 an error since the function @code{(setf @var{func})} might be
1573 defined later.
1575 @iftex
1576 @secno=4
1577 @end iftex
1579 @node Variable Bindings, Conditionals, Generalized Variables, Control Structure
1580 @section Variable Bindings
1582 @noindent
1583 These Lisp forms make bindings to variables and function names,
1584 analogous to Lisp's built-in @code{let} form.
1586 @xref{Modify Macros}, for the @code{letf} and @code{letf*} forms which
1587 are also related to variable bindings.
1589 @menu
1590 * Dynamic Bindings::     The `progv' form
1591 * Lexical Bindings::     `lexical-let' and lexical closures
1592 * Function Bindings::    `flet' and `labels'
1593 * Macro Bindings::       `macrolet' and `symbol-macrolet'
1594 @end menu
1596 @node Dynamic Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings, Variable Bindings
1597 @subsection Dynamic Bindings
1599 @noindent
1600 The standard @code{let} form binds variables whose names are known
1601 at compile-time.  The @code{progv} form provides an easy way to
1602 bind variables whose names are computed at run-time.
1604 @defspec progv symbols values forms@dots{}
1605 This form establishes @code{let}-style variable bindings on a
1606 set of variables computed at run-time.  The expressions
1607 @var{symbols} and @var{values} are evaluated, and must return lists
1608 of symbols and values, respectively.  The symbols are bound to the
1609 corresponding values for the duration of the body @var{form}s.
1610 If @var{values} is shorter than @var{symbols}, the last few symbols
1611 are made unbound (as if by @code{makunbound}) inside the body.
1612 If @var{symbols} is shorter than @var{values}, the excess values
1613 are ignored.
1614 @end defspec
1616 @node Lexical Bindings, Function Bindings, Dynamic Bindings, Variable Bindings
1617 @subsection Lexical Bindings
1619 @noindent
1620 The @dfn{CL} package defines the following macro which
1621 more closely follows the Common Lisp @code{let} form:
1623 @defspec lexical-let (bindings@dots{}) forms@dots{}
1624 This form is exactly like @code{let} except that the bindings it
1625 establishes are purely lexical.  Lexical bindings are similar to
1626 local variables in a language like C:  Only the code physically
1627 within the body of the @code{lexical-let} (after macro expansion)
1628 may refer to the bound variables.
1630 @example
1631 (setq a 5)
1632 (defun foo (b) (+ a b))
1633 (let ((a 2)) (foo a))
1634      @result{} 4
1635 (lexical-let ((a 2)) (foo a))
1636      @result{} 7
1637 @end example
1639 @noindent
1640 In this example, a regular @code{let} binding of @code{a} actually
1641 makes a temporary change to the global variable @code{a}, so @code{foo}
1642 is able to see the binding of @code{a} to 2.  But @code{lexical-let}
1643 actually creates a distinct local variable @code{a} for use within its
1644 body, without any effect on the global variable of the same name.
1646 The most important use of lexical bindings is to create @dfn{closures}.
1647 A closure is a function object that refers to an outside lexical
1648 variable.  For example:
1650 @example
1651 (defun make-adder (n)
1652   (lexical-let ((n n))
1653     (function (lambda (m) (+ n m)))))
1654 (setq add17 (make-adder 17))
1655 (funcall add17 4)
1656      @result{} 21
1657 @end example
1659 @noindent
1660 The call @code{(make-adder 17)} returns a function object which adds
1661 17 to its argument.  If @code{let} had been used instead of
1662 @code{lexical-let}, the function object would have referred to the
1663 global @code{n}, which would have been bound to 17 only during the
1664 call to @code{make-adder} itself.
1666 @example
1667 (defun make-counter ()
1668   (lexical-let ((n 0))
1669     (function* (lambda (&optional (m 1)) (incf n m)))))
1670 (setq count-1 (make-counter))
1671 (funcall count-1 3)
1672      @result{} 3
1673 (funcall count-1 14)
1674      @result{} 17
1675 (setq count-2 (make-counter))
1676 (funcall count-2 5)
1677      @result{} 5
1678 (funcall count-1 2)
1679      @result{} 19
1680 (funcall count-2)
1681      @result{} 6
1682 @end example
1684 @noindent
1685 Here we see that each call to @code{make-counter} creates a distinct
1686 local variable @code{n}, which serves as a private counter for the
1687 function object that is returned.
1689 Closed-over lexical variables persist until the last reference to
1690 them goes away, just like all other Lisp objects.  For example,
1691 @code{count-2} refers to a function object which refers to an
1692 instance of the variable @code{n}; this is the only reference
1693 to that variable, so after @code{(setq count-2 nil)} the garbage
1694 collector would be able to delete this instance of @code{n}.
1695 Of course, if a @code{lexical-let} does not actually create any
1696 closures, then the lexical variables are free as soon as the
1697 @code{lexical-let} returns.
1699 Many closures are used only during the extent of the bindings they
1700 refer to; these are known as ``downward funargs'' in Lisp parlance.
1701 When a closure is used in this way, regular Emacs Lisp dynamic
1702 bindings suffice and will be more efficient than @code{lexical-let}
1703 closures:
1705 @example
1706 (defun add-to-list (x list)
1707   (mapcar (lambda (y) (+ x y))) list)
1708 (add-to-list 7 '(1 2 5))
1709      @result{} (8 9 12)
1710 @end example
1712 @noindent
1713 Since this lambda is only used while @code{x} is still bound,
1714 it is not necessary to make a true closure out of it.
1716 You can use @code{defun} or @code{flet} inside a @code{lexical-let}
1717 to create a named closure.  If several closures are created in the
1718 body of a single @code{lexical-let}, they all close over the same
1719 instance of the lexical variable.
1721 The @code{lexical-let} form is an extension to Common Lisp.  In
1722 true Common Lisp, all bindings are lexical unless declared otherwise.
1723 @end defspec
1725 @defspec lexical-let* (bindings@dots{}) forms@dots{}
1726 This form is just like @code{lexical-let}, except that the bindings
1727 are made sequentially in the manner of @code{let*}.
1728 @end defspec
1730 @node Function Bindings, Macro Bindings, Lexical Bindings, Variable Bindings
1731 @subsection Function Bindings
1733 @noindent
1734 These forms make @code{let}-like bindings to functions instead
1735 of variables.
1737 @defspec flet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1738 This form establishes @code{let}-style bindings on the function
1739 cells of symbols rather than on the value cells.  Each @var{binding}
1740 must be a list of the form @samp{(@var{name} @var{arglist}
1741 @var{forms}@dots{})}, which defines a function exactly as if
1742 it were a @code{defun*} form.  The function @var{name} is defined
1743 accordingly for the duration of the body of the @code{flet}; then
1744 the old function definition, or lack thereof, is restored.
1746 While @code{flet} in Common Lisp establishes a lexical binding of
1747 @var{name}, Emacs Lisp @code{flet} makes a dynamic binding.  The
1748 result is that @code{flet} affects indirect calls to a function as
1749 well as calls directly inside the @code{flet} form itself.
1751 You can use @code{flet} to disable or modify the behavior of a
1752 function in a temporary fashion.  This will even work on Emacs
1753 primitives, although note that some calls to primitive functions
1754 internal to Emacs are made without going through the symbol's
1755 function cell, and so will not be affected by @code{flet}.  For
1756 example,
1758 @example
1759 (flet ((message (&rest args) (push args saved-msgs)))
1760   (do-something))
1761 @end example
1763 This code attempts to replace the built-in function @code{message}
1764 with a function that simply saves the messages in a list rather
1765 than displaying them.  The original definition of @code{message}
1766 will be restored after @code{do-something} exits.  This code will
1767 work fine on messages generated by other Lisp code, but messages
1768 generated directly inside Emacs will not be caught since they make
1769 direct C-language calls to the message routines rather than going
1770 through the Lisp @code{message} function.
1772 Functions defined by @code{flet} may use the full Common Lisp
1773 argument notation supported by @code{defun*}; also, the function
1774 body is enclosed in an implicit block as if by @code{defun*}.
1775 @xref{Program Structure}.
1776 @end defspec
1778 @defspec labels (bindings@dots{}) forms@dots{}
1779 The @code{labels} form is like @code{flet}, except that it
1780 makes lexical bindings of the function names rather than
1781 dynamic bindings.  (In true Common Lisp, both @code{flet} and
1782 @code{labels} make lexical bindings of slightly different sorts;
1783 since Emacs Lisp is dynamically bound by default, it seemed
1784 more appropriate for @code{flet} also to use dynamic binding.
1785 The @code{labels} form, with its lexical binding, is fully
1786 compatible with Common Lisp.)
1788 Lexical scoping means that all references to the named
1789 functions must appear physically within the body of the
1790 @code{labels} form.  References may appear both in the body
1791 @var{forms} of @code{labels} itself, and in the bodies of
1792 the functions themselves.  Thus, @code{labels} can define
1793 local recursive functions, or mutually-recursive sets of
1794 functions.
1796 A ``reference'' to a function name is either a call to that
1797 function, or a use of its name quoted by @code{quote} or
1798 @code{function} to be passed on to, say, @code{mapcar}.
1799 @end defspec
1801 @node Macro Bindings,  , Function Bindings, Variable Bindings
1802 @subsection Macro Bindings
1804 @noindent
1805 These forms create local macros and ``symbol macros.''
1807 @defspec macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1808 This form is analogous to @code{flet}, but for macros instead of
1809 functions.  Each @var{binding} is a list of the same form as the
1810 arguments to @code{defmacro*} (i.e., a macro name, argument list,
1811 and macro-expander forms).  The macro is defined accordingly for
1812 use within the body of the @code{macrolet}.
1814 Because of the nature of macros, @code{macrolet} is lexically
1815 scoped even in Emacs Lisp:  The @code{macrolet} binding will
1816 affect only calls that appear physically within the body
1817 @var{forms}, possibly after expansion of other macros in the
1818 body.
1819 @end defspec
1821 @defspec symbol-macrolet (bindings@dots{}) forms@dots{}
1822 This form creates @dfn{symbol macros}, which are macros that look
1823 like variable references rather than function calls.  Each
1824 @var{binding} is a list @samp{(@var{var} @var{expansion})};
1825 any reference to @var{var} within the body @var{forms} is
1826 replaced by @var{expansion}.
1828 @example
1829 (setq bar '(5 . 9))
1830 (symbol-macrolet ((foo (car bar)))
1831   (incf foo))
1833      @result{} (6 . 9)
1834 @end example
1836 A @code{setq} of a symbol macro is treated the same as a @code{setf}.
1837 I.e., @code{(setq foo 4)} in the above would be equivalent to
1838 @code{(setf foo 4)}, which in turn expands to @code{(setf (car bar) 4)}.
1840 Likewise, a @code{let} or @code{let*} binding a symbol macro is
1841 treated like a @code{letf} or @code{letf*}.  This differs from true
1842 Common Lisp, where the rules of lexical scoping cause a @code{let}
1843 binding to shadow a @code{symbol-macrolet} binding.  In this package,
1844 only @code{lexical-let} and @code{lexical-let*} will shadow a symbol
1845 macro.
1847 There is no analogue of @code{defmacro} for symbol macros; all symbol
1848 macros are local.  A typical use of @code{symbol-macrolet} is in the
1849 expansion of another macro:
1851 @example
1852 (defmacro* my-dolist ((x list) &rest body)
1853   (let ((var (gensym)))
1854     (list 'loop 'for var 'on list 'do
1855           (list* 'symbol-macrolet (list (list x (list 'car var)))
1856                  body))))
1858 (setq mylist '(1 2 3 4))
1859 (my-dolist (x mylist) (incf x))
1860 mylist
1861      @result{} (2 3 4 5)
1862 @end example
1864 @noindent
1865 In this example, the @code{my-dolist} macro is similar to @code{dolist}
1866 (@pxref{Iteration}) except that the variable @code{x} becomes a true
1867 reference onto the elements of the list.  The @code{my-dolist} call
1868 shown here expands to
1870 @example
1871 (loop for G1234 on mylist do
1872       (symbol-macrolet ((x (car G1234)))
1873         (incf x)))
1874 @end example
1876 @noindent
1877 which in turn expands to
1879 @example
1880 (loop for G1234 on mylist do (incf (car G1234)))
1881 @end example
1883 @xref{Loop Facility}, for a description of the @code{loop} macro.
1884 This package defines a nonstandard @code{in-ref} loop clause that
1885 works much like @code{my-dolist}.
1886 @end defspec
1888 @node Conditionals, Blocks and Exits, Variable Bindings, Control Structure
1889 @section Conditionals
1891 @noindent
1892 These conditional forms augment Emacs Lisp's simple @code{if},
1893 @code{and}, @code{or}, and @code{cond} forms.
1895 @defspec case keyform clause@dots{}
1896 This macro evaluates @var{keyform}, then compares it with the key
1897 values listed in the various @var{clause}s.  Whichever clause matches
1898 the key is executed; comparison is done by @code{eql}.  If no clause
1899 matches, the @code{case} form returns @code{nil}.  The clauses are
1900 of the form
1902 @example
1903 (@var{keylist} @var{body-forms}@dots{})
1904 @end example
1906 @noindent
1907 where @var{keylist} is a list of key values.  If there is exactly
1908 one value, and it is not a cons cell or the symbol @code{nil} or
1909 @code{t}, then it can be used by itself as a @var{keylist} without
1910 being enclosed in a list.  All key values in the @code{case} form
1911 must be distinct.  The final clauses may use @code{t} in place of
1912 a @var{keylist} to indicate a default clause that should be taken
1913 if none of the other clauses match.  (The symbol @code{otherwise}
1914 is also recognized in place of @code{t}.  To make a clause that
1915 matches the actual symbol @code{t}, @code{nil}, or @code{otherwise},
1916 enclose the symbol in a list.)
1918 For example, this expression reads a keystroke, then does one of
1919 four things depending on whether it is an @samp{a}, a @samp{b},
1920 a @key{RET} or @kbd{C-j}, or anything else.
1922 @example
1923 (case (read-char)
1924   (?a (do-a-thing))
1925   (?b (do-b-thing))
1926   ((?\r ?\n) (do-ret-thing))
1927   (t (do-other-thing)))
1928 @end example
1929 @end defspec
1931 @defspec ecase keyform clause@dots{}
1932 This macro is just like @code{case}, except that if the key does
1933 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1934 simply returning @code{nil}.
1935 @end defspec
1937 @defspec typecase keyform clause@dots{}
1938 This macro is a version of @code{case} that checks for types
1939 rather than values.  Each @var{clause} is of the form
1940 @samp{(@var{type} @var{body}...)}.  @xref{Type Predicates},
1941 for a description of type specifiers.  For example,
1943 @example
1944 (typecase x
1945   (integer (munch-integer x))
1946   (float (munch-float x))
1947   (string (munch-integer (string-to-int x)))
1948   (t (munch-anything x)))
1949 @end example
1951 The type specifier @code{t} matches any type of object; the word
1952 @code{otherwise} is also allowed.  To make one clause match any of
1953 several types, use an @code{(or ...)} type specifier.
1954 @end defspec
1956 @defspec etypecase keyform clause@dots{}
1957 This macro is just like @code{typecase}, except that if the key does
1958 not match any of the clauses, an error is signaled rather than
1959 simply returning @code{nil}.
1960 @end defspec
1962 @node Blocks and Exits, Iteration, Conditionals, Control Structure
1963 @section Blocks and Exits
1965 @noindent
1966 Common Lisp @dfn{blocks} provide a non-local exit mechanism very
1967 similar to @code{catch} and @code{throw}, but lexically rather than
1968 dynamically scoped.  This package actually implements @code{block}
1969 in terms of @code{catch}; however, the lexical scoping allows the
1970 optimizing byte-compiler to omit the costly @code{catch} step if the
1971 body of the block does not actually @code{return-from} the block.
1973 @defspec block name forms@dots{}
1974 The @var{forms} are evaluated as if by a @code{progn}.  However,
1975 if any of the @var{forms} execute @code{(return-from @var{name})},
1976 they will jump out and return directly from the @code{block} form.
1977 The @code{block} returns the result of the last @var{form} unless
1978 a @code{return-from} occurs.
1980 The @code{block}/@code{return-from} mechanism is quite similar to
1981 the @code{catch}/@code{throw} mechanism.  The main differences are
1982 that block @var{name}s are unevaluated symbols, rather than forms
1983 (such as quoted symbols) which evaluate to a tag at run-time; and
1984 also that blocks are lexically scoped whereas @code{catch}/@code{throw}
1985 are dynamically scoped.  This means that functions called from the
1986 body of a @code{catch} can also @code{throw} to the @code{catch},
1987 but the @code{return-from} referring to a block name must appear
1988 physically within the @var{forms} that make up the body of the block.
1989 They may not appear within other called functions, although they may
1990 appear within macro expansions or @code{lambda}s in the body.  Block
1991 names and @code{catch} names form independent name-spaces.
1993 In true Common Lisp, @code{defun} and @code{defmacro} surround
1994 the function or expander bodies with implicit blocks with the
1995 same name as the function or macro.  This does not occur in Emacs
1996 Lisp, but this package provides @code{defun*} and @code{defmacro*}
1997 forms which do create the implicit block.
1999 The Common Lisp looping constructs defined by this package,
2000 such as @code{loop} and @code{dolist}, also create implicit blocks
2001 just as in Common Lisp.
2003 Because they are implemented in terms of Emacs Lisp @code{catch}
2004 and @code{throw}, blocks have the same overhead as actual
2005 @code{catch} constructs (roughly two function calls).  However,
2006 the optimizing byte compiler will optimize away the @code{catch}
2007 if the block does
2008 not in fact contain any @code{return} or @code{return-from} calls
2009 that jump to it.  This means that @code{do} loops and @code{defun*}
2010 functions which don't use @code{return} don't pay the overhead to
2011 support it.
2012 @end defspec
2014 @defspec return-from name [result]
2015 This macro returns from the block named @var{name}, which must be
2016 an (unevaluated) symbol.  If a @var{result} form is specified, it
2017 is evaluated to produce the result returned from the @code{block}.
2018 Otherwise, @code{nil} is returned.
2019 @end defspec
2021 @defspec return [result]
2022 This macro is exactly like @code{(return-from nil @var{result})}.
2023 Common Lisp loops like @code{do} and @code{dolist} implicitly enclose
2024 themselves in @code{nil} blocks.
2025 @end defspec
2027 @node Iteration, Loop Facility, Blocks and Exits, Control Structure
2028 @section Iteration
2030 @noindent
2031 The macros described here provide more sophisticated, high-level
2032 looping constructs to complement Emacs Lisp's basic @code{while}
2033 loop.
2035 @defspec loop forms@dots{}
2036 The @dfn{CL} package supports both the simple, old-style meaning of
2037 @code{loop} and the extremely powerful and flexible feature known as
2038 the @dfn{Loop Facility} or @dfn{Loop Macro}.  This more advanced
2039 facility is discussed in the following section; @pxref{Loop Facility}.
2040 The simple form of @code{loop} is described here.
2042 If @code{loop} is followed by zero or more Lisp expressions,
2043 then @code{(loop @var{exprs}@dots{})} simply creates an infinite
2044 loop executing the expressions over and over.  The loop is
2045 enclosed in an implicit @code{nil} block.  Thus,
2047 @example
2048 (loop (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar))
2049 @end example
2051 @noindent
2052 is exactly equivalent to
2054 @example
2055 (block nil (while t (foo)  (if (no-more) (return 72))  (bar)))
2056 @end example
2058 If any of the expressions are plain symbols, the loop is instead
2059 interpreted as a Loop Macro specification as described later.
2060 (This is not a restriction in practice, since a plain symbol
2061 in the above notation would simply access and throw away the
2062 value of a variable.)
2063 @end defspec
2065 @defspec do (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2066 This macro creates a general iterative loop.  Each @var{spec} is
2067 of the form
2069 @example
2070 (@var{var} [@var{init} [@var{step}]])
2071 @end example
2073 The loop works as follows:  First, each @var{var} is bound to the
2074 associated @var{init} value as if by a @code{let} form.  Then, in
2075 each iteration of the loop, the @var{end-test} is evaluated; if
2076 true, the loop is finished.  Otherwise, the body @var{forms} are
2077 evaluated, then each @var{var} is set to the associated @var{step}
2078 expression (as if by a @code{psetq} form) and the next iteration
2079 begins.  Once the @var{end-test} becomes true, the @var{result}
2080 forms are evaluated (with the @var{var}s still bound to their
2081 values) to produce the result returned by @code{do}.
2083 The entire @code{do} loop is enclosed in an implicit @code{nil}
2084 block, so that you can use @code{(return)} to break out of the
2085 loop at any time.
2087 If there are no @var{result} forms, the loop returns @code{nil}.
2088 If a given @var{var} has no @var{step} form, it is bound to its
2089 @var{init} value but not otherwise modified during the @code{do}
2090 loop (unless the code explicitly modifies it); this case is just
2091 a shorthand for putting a @code{(let ((@var{var} @var{init})) @dots{})}
2092 around the loop.  If @var{init} is also omitted it defaults to
2093 @code{nil}, and in this case a plain @samp{@var{var}} can be used
2094 in place of @samp{(@var{var})}, again following the analogy with
2095 @code{let}.
2097 This example (from Steele) illustrates a loop which applies the
2098 function @code{f} to successive pairs of values from the lists
2099 @code{foo} and @code{bar}; it is equivalent to the call
2100 @code{(mapcar* 'f foo bar)}.  Note that this loop has no body
2101 @var{forms} at all, performing all its work as side effects of
2102 the rest of the loop.
2104 @example
2105 (do ((x foo (cdr x))
2106      (y bar (cdr y))
2107      (z nil (cons (f (car x) (car y)) z)))
2108   ((or (null x) (null y))
2109    (nreverse z)))
2110 @end example
2111 @end defspec
2113 @defspec do* (spec@dots{}) (end-test [result@dots{}]) forms@dots{}
2114 This is to @code{do} what @code{let*} is to @code{let}.  In
2115 particular, the initial values are bound as if by @code{let*}
2116 rather than @code{let}, and the steps are assigned as if by
2117 @code{setq} rather than @code{psetq}.
2119 Here is another way to write the above loop:
2121 @example
2122 (do* ((xp foo (cdr xp))
2123       (yp bar (cdr yp))
2124       (x (car xp) (car xp))
2125       (y (car yp) (car yp))
2126       z)
2127   ((or (null xp) (null yp))
2128    (nreverse z))
2129   (push (f x y) z))
2130 @end example
2131 @end defspec
2133 @defspec dolist (var list [result]) forms@dots{}
2134 This is a more specialized loop which iterates across the elements
2135 of a list.  @var{list} should evaluate to a list; the body @var{forms}
2136 are executed with @var{var} bound to each element of the list in
2137 turn.  Finally, the @var{result} form (or @code{nil}) is evaluated
2138 with @var{var} bound to @code{nil} to produce the result returned by
2139 the loop.  Unlike with Emacs's built in @code{dolist}, the loop is
2140 surrounded by an implicit @code{nil} block.
2141 @end defspec
2143 @defspec dotimes (var count [result]) forms@dots{}
2144 This is a more specialized loop which iterates a specified number
2145 of times.  The body is executed with @var{var} bound to the integers
2146 from zero (inclusive) to @var{count} (exclusive), in turn.  Then
2147 the @code{result} form is evaluated with @var{var} bound to the total
2148 number of iterations that were done (i.e., @code{(max 0 @var{count})})
2149 to get the return value for the loop form.  Unlike with Emacs's built in
2150 @code{dolist}, the loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2151 @end defspec
2153 @defspec do-symbols (var [obarray [result]]) forms@dots{}
2154 This loop iterates over all interned symbols.  If @var{obarray}
2155 is specified and is not @code{nil}, it loops over all symbols in
2156 that obarray.  For each symbol, the body @var{forms} are evaluated
2157 with @var{var} bound to that symbol.  The symbols are visited in
2158 an unspecified order.  Afterward the @var{result} form, if any,
2159 is evaluated (with @var{var} bound to @code{nil}) to get the return
2160 value.  The loop is surrounded by an implicit @code{nil} block.
2161 @end defspec
2163 @defspec do-all-symbols (var [result]) forms@dots{}
2164 This is identical to @code{do-symbols} except that the @var{obarray}
2165 argument is omitted; it always iterates over the default obarray.
2166 @end defspec
2168 @xref{Mapping over Sequences}, for some more functions for
2169 iterating over vectors or lists.
2171 @node Loop Facility, Multiple Values, Iteration, Control Structure
2172 @section Loop Facility
2174 @noindent
2175 A common complaint with Lisp's traditional looping constructs is
2176 that they are either too simple and limited, such as Common Lisp's
2177 @code{dotimes} or Emacs Lisp's @code{while}, or too unreadable and
2178 obscure, like Common Lisp's @code{do} loop.
2180 To remedy this, recent versions of Common Lisp have added a new
2181 construct called the ``Loop Facility'' or ``@code{loop} macro,''
2182 with an easy-to-use but very powerful and expressive syntax.
2184 @menu
2185 * Loop Basics::           `loop' macro, basic clause structure
2186 * Loop Examples::         Working examples of `loop' macro
2187 * For Clauses::           Clauses introduced by `for' or `as'
2188 * Iteration Clauses::     `repeat', `while', `thereis', etc.
2189 * Accumulation Clauses::  `collect', `sum', `maximize', etc.
2190 * Other Clauses::         `with', `if', `initially', `finally'
2191 @end menu
2193 @node Loop Basics, Loop Examples, Loop Facility, Loop Facility
2194 @subsection Loop Basics
2196 @noindent
2197 The @code{loop} macro essentially creates a mini-language within
2198 Lisp that is specially tailored for describing loops.  While this
2199 language is a little strange-looking by the standards of regular Lisp,
2200 it turns out to be very easy to learn and well-suited to its purpose.
2202 Since @code{loop} is a macro, all parsing of the loop language
2203 takes place at byte-compile time; compiled @code{loop}s are just
2204 as efficient as the equivalent @code{while} loops written longhand.
2206 @defspec loop clauses@dots{}
2207 A loop construct consists of a series of @var{clause}s, each
2208 introduced by a symbol like @code{for} or @code{do}.  Clauses
2209 are simply strung together in the argument list of @code{loop},
2210 with minimal extra parentheses.  The various types of clauses
2211 specify initializations, such as the binding of temporary
2212 variables, actions to be taken in the loop, stepping actions,
2213 and final cleanup.
2215 Common Lisp specifies a certain general order of clauses in a
2216 loop:
2218 @example
2219 (loop @var{name-clause}
2220       @var{var-clauses}@dots{}
2221       @var{action-clauses}@dots{})
2222 @end example
2224 The @var{name-clause} optionally gives a name to the implicit
2225 block that surrounds the loop.  By default, the implicit block
2226 is named @code{nil}.  The @var{var-clauses} specify what
2227 variables should be bound during the loop, and how they should
2228 be modified or iterated throughout the course of the loop.  The
2229 @var{action-clauses} are things to be done during the loop, such
2230 as computing, collecting, and returning values.
2232 The Emacs version of the @code{loop} macro is less restrictive about
2233 the order of clauses, but things will behave most predictably if
2234 you put the variable-binding clauses @code{with}, @code{for}, and
2235 @code{repeat} before the action clauses.  As in Common Lisp,
2236 @code{initially} and @code{finally} clauses can go anywhere.
2238 Loops generally return @code{nil} by default, but you can cause
2239 them to return a value by using an accumulation clause like
2240 @code{collect}, an end-test clause like @code{always}, or an
2241 explicit @code{return} clause to jump out of the implicit block.
2242 (Because the loop body is enclosed in an implicit block, you can
2243 also use regular Lisp @code{return} or @code{return-from} to
2244 break out of the loop.)
2245 @end defspec
2247 The following sections give some examples of the Loop Macro in
2248 action, and describe the particular loop clauses in great detail.
2249 Consult the second edition of Steele's @dfn{Common Lisp, the Language},
2250 for additional discussion and examples of the @code{loop} macro.
2252 @node Loop Examples, For Clauses, Loop Basics, Loop Facility
2253 @subsection Loop Examples
2255 @noindent
2256 Before listing the full set of clauses that are allowed, let's
2257 look at a few example loops just to get a feel for the @code{loop}
2258 language.
2260 @example
2261 (loop for buf in (buffer-list)
2262       collect (buffer-file-name buf))
2263 @end example
2265 @noindent
2266 This loop iterates over all Emacs buffers, using the list
2267 returned by @code{buffer-list}.  For each buffer @code{buf},
2268 it calls @code{buffer-file-name} and collects the results into
2269 a list, which is then returned from the @code{loop} construct.
2270 The result is a list of the file names of all the buffers in
2271 Emacs' memory.  The words @code{for}, @code{in}, and @code{collect}
2272 are reserved words in the @code{loop} language.
2274 @example
2275 (loop repeat 20 do (insert "Yowsa\n"))
2276 @end example
2278 @noindent
2279 This loop inserts the phrase ``Yowsa'' twenty times in the
2280 current buffer.
2282 @example
2283 (loop until (eobp) do (munch-line) (forward-line 1))
2284 @end example
2286 @noindent
2287 This loop calls @code{munch-line} on every line until the end
2288 of the buffer.  If point is already at the end of the buffer,
2289 the loop exits immediately.
2291 @example
2292 (loop do (munch-line) until (eobp) do (forward-line 1))
2293 @end example
2295 @noindent
2296 This loop is similar to the above one, except that @code{munch-line}
2297 is always called at least once.
2299 @example
2300 (loop for x from 1 to 100
2301       for y = (* x x)
2302       until (>= y 729)
2303       finally return (list x (= y 729)))
2304 @end example
2306 @noindent
2307 This more complicated loop searches for a number @code{x} whose
2308 square is 729.  For safety's sake it only examines @code{x}
2309 values up to 100; dropping the phrase @samp{to 100} would
2310 cause the loop to count upwards with no limit.  The second
2311 @code{for} clause defines @code{y} to be the square of @code{x}
2312 within the loop; the expression after the @code{=} sign is
2313 reevaluated each time through the loop.  The @code{until}
2314 clause gives a condition for terminating the loop, and the
2315 @code{finally} clause says what to do when the loop finishes.
2316 (This particular example was written less concisely than it
2317 could have been, just for the sake of illustration.)
2319 Note that even though this loop contains three clauses (two
2320 @code{for}s and an @code{until}) that would have been enough to
2321 define loops all by themselves, it still creates a single loop
2322 rather than some sort of triple-nested loop.  You must explicitly
2323 nest your @code{loop} constructs if you want nested loops.
2325 @node For Clauses, Iteration Clauses, Loop Examples, Loop Facility
2326 @subsection For Clauses
2328 @noindent
2329 Most loops are governed by one or more @code{for} clauses.
2330 A @code{for} clause simultaneously describes variables to be
2331 bound, how those variables are to be stepped during the loop,
2332 and usually an end condition based on those variables.
2334 The word @code{as} is a synonym for the word @code{for}.  This
2335 word is followed by a variable name, then a word like @code{from}
2336 or @code{across} that describes the kind of iteration desired.
2337 In Common Lisp, the phrase @code{being the} sometimes precedes
2338 the type of iteration; in this package both @code{being} and
2339 @code{the} are optional.  The word @code{each} is a synonym
2340 for @code{the}, and the word that follows it may be singular
2341 or plural:  @samp{for x being the elements of y} or
2342 @samp{for x being each element of y}.  Which form you use
2343 is purely a matter of style.
2345 The variable is bound around the loop as if by @code{let}:
2347 @example
2348 (setq i 'happy)
2349 (loop for i from 1 to 10 do (do-something-with i))
2351      @result{} happy
2352 @end example
2354 @table @code
2355 @item for @var{var} from @var{expr1} to @var{expr2} by @var{expr3}
2356 This type of @code{for} clause creates a counting loop.  Each of
2357 the three sub-terms is optional, though there must be at least one
2358 term so that the clause is marked as a counting clause.
2360 The three expressions are the starting value, the ending value, and
2361 the step value, respectively, of the variable.  The loop counts
2362 upwards by default (@var{expr3} must be positive), from @var{expr1}
2363 to @var{expr2} inclusively.  If you omit the @code{from} term, the
2364 loop counts from zero; if you omit the @code{to} term, the loop
2365 counts forever without stopping (unless stopped by some other
2366 loop clause, of course); if you omit the @code{by} term, the loop
2367 counts in steps of one.
2369 You can replace the word @code{from} with @code{upfrom} or
2370 @code{downfrom} to indicate the direction of the loop.  Likewise,
2371 you can replace @code{to} with @code{upto} or @code{downto}.
2372 For example, @samp{for x from 5 downto 1} executes five times
2373 with @code{x} taking on the integers from 5 down to 1 in turn.
2374 Also, you can replace @code{to} with @code{below} or @code{above},
2375 which are like @code{upto} and @code{downto} respectively except
2376 that they are exclusive rather than inclusive limits:
2378 @example
2379 (loop for x to 10 collect x)
2380      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
2381 (loop for x below 10 collect x)
2382      @result{} (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
2383 @end example
2385 The @code{by} value is always positive, even for downward-counting
2386 loops.  Some sort of @code{from} value is required for downward
2387 loops; @samp{for x downto 5} is not a valid loop clause all by
2388 itself.
2390 @item for @var{var} in @var{list} by @var{function}
2391 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{list},
2392 in turn.  If you specify the @code{by} term, then @var{function}
2393 is used to traverse the list instead of @code{cdr}; it must be a
2394 function taking one argument.  For example:
2396 @example
2397 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) collect (* x x))
2398      @result{} (1 4 9 16 25 36)
2399 (loop for x in '(1 2 3 4 5 6) by 'cddr collect (* x x))
2400      @result{} (1 9 25)
2401 @end example
2403 @item for @var{var} on @var{list} by @var{function}
2404 This clause iterates @var{var} over all the cons cells of @var{list}.
2406 @example
2407 (loop for x on '(1 2 3 4) collect x)
2408      @result{} ((1 2 3 4) (2 3 4) (3 4) (4))
2409 @end example
2411 With @code{by}, there is no real reason that the @code{on} expression
2412 must be a list.  For example:
2414 @example
2415 (loop for x on first-animal by 'next-animal collect x)
2416 @end example
2418 @noindent
2419 where @code{(next-animal x)} takes an ``animal'' @var{x} and returns
2420 the next in the (assumed) sequence of animals, or @code{nil} if
2421 @var{x} was the last animal in the sequence.
2423 @item for @var{var} in-ref @var{list} by @var{function}
2424 This is like a regular @code{in} clause, but @var{var} becomes
2425 a @code{setf}-able ``reference'' onto the elements of the list
2426 rather than just a temporary variable.  For example,
2428 @example
2429 (loop for x in-ref my-list do (incf x))
2430 @end example
2432 @noindent
2433 increments every element of @code{my-list} in place.  This clause
2434 is an extension to standard Common Lisp.
2436 @item for @var{var} across @var{array}
2437 This clause iterates @var{var} over all the elements of @var{array},
2438 which may be a vector or a string.
2440 @example
2441 (loop for x across "aeiou"
2442       do (use-vowel (char-to-string x)))
2443 @end example
2445 @item for @var{var} across-ref @var{array}
2446 This clause iterates over an array, with @var{var} a @code{setf}-able
2447 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2449 @item for @var{var} being the elements of @var{sequence}
2450 This clause iterates over the elements of @var{sequence}, which may
2451 be a list, vector, or string.  Since the type must be determined
2452 at run-time, this is somewhat less efficient than @code{in} or
2453 @code{across}.  The clause may be followed by the additional term
2454 @samp{using (index @var{var2})} to cause @var{var2} to be bound to
2455 the successive indices (starting at 0) of the elements.
2457 This clause type is taken from older versions of the @code{loop} macro,
2458 and is not present in modern Common Lisp.  The @samp{using (sequence ...)}
2459 term of the older macros is not supported.
2461 @item for @var{var} being the elements of-ref @var{sequence}
2462 This clause iterates over a sequence, with @var{var} a @code{setf}-able
2463 reference onto the elements; see @code{in-ref} above.
2465 @item for @var{var} being the symbols [of @var{obarray}]
2466 This clause iterates over symbols, either over all interned symbols
2467 or over all symbols in @var{obarray}.  The loop is executed with
2468 @var{var} bound to each symbol in turn.  The symbols are visited in
2469 an unspecified order.
2471 As an example,
2473 @example
2474 (loop for sym being the symbols
2475       when (fboundp sym)
2476       when (string-match "^map" (symbol-name sym))
2477       collect sym)
2478 @end example
2480 @noindent
2481 returns a list of all the functions whose names begin with @samp{map}.
2483 The Common Lisp words @code{external-symbols} and @code{present-symbols}
2484 are also recognized but are equivalent to @code{symbols} in Emacs Lisp.
2486 Due to a minor implementation restriction, it will not work to have
2487 more than one @code{for} clause iterating over symbols, hash tables,
2488 keymaps, overlays, or intervals in a given @code{loop}.  Fortunately,
2489 it would rarely if ever be useful to do so.  It @emph{is} valid to mix
2490 one of these types of clauses with other clauses like @code{for ... to}
2491 or @code{while}.
2493 @item for @var{var} being the hash-keys of @var{hash-table}
2494 This clause iterates over the entries in @var{hash-table}.  For each
2495 hash table entry, @var{var} is bound to the entry's key.  If you write
2496 @samp{the hash-values} instead, @var{var} is bound to the values
2497 of the entries.  The clause may be followed by the additional
2498 term @samp{using (hash-values @var{var2})} (where @code{hash-values}
2499 is the opposite word of the word following @code{the}) to cause
2500 @var{var} and @var{var2} to be bound to the two parts of each
2501 hash table entry.
2503 @item for @var{var} being the key-codes of @var{keymap}
2504 This clause iterates over the entries in @var{keymap}.
2505 The iteration does not enter nested keymaps or inherited (parent) keymaps.
2506 You can use @samp{the key-bindings} to access the commands bound to
2507 the keys rather than the key codes, and you can add a @code{using}
2508 clause to access both the codes and the bindings together.
2510 @item for @var{var} being the key-seqs of @var{keymap}
2511 This clause iterates over all key sequences defined by @var{keymap}
2512 and its nested keymaps, where @var{var} takes on values which are
2513 vectors.  The strings or vectors
2514 are reused for each iteration, so you must copy them if you wish to keep
2515 them permanently.  You can add a @samp{using (key-bindings ...)}
2516 clause to get the command bindings as well.
2518 @item for @var{var} being the overlays [of @var{buffer}] @dots{}
2519 This clause iterates over the ``overlays'' of a buffer
2520 (the clause @code{extents} is synonymous
2521 with @code{overlays}).  If the @code{of} term is omitted, the current
2522 buffer is used.
2523 This clause also accepts optional @samp{from @var{pos}} and
2524 @samp{to @var{pos}} terms, limiting the clause to overlays which
2525 overlap the specified region.
2527 @item for @var{var} being the intervals [of @var{buffer}] @dots{}
2528 This clause iterates over all intervals of a buffer with constant
2529 text properties.  The variable @var{var} will be bound to conses
2530 of start and end positions, where one start position is always equal
2531 to the previous end position.  The clause allows @code{of},
2532 @code{from}, @code{to}, and @code{property} terms, where the latter
2533 term restricts the search to just the specified property.  The
2534 @code{of} term may specify either a buffer or a string.
2536 @item for @var{var} being the frames
2537 This clause iterates over all frames, i.e., X window system windows
2538 open on Emacs files.  The
2539 clause @code{screens} is a synonym for @code{frames}.  The frames
2540 are visited in @code{next-frame} order starting from
2541 @code{selected-frame}.
2543 @item for @var{var} being the windows [of @var{frame}]
2544 This clause iterates over the windows (in the Emacs sense) of
2545 the current frame, or of the specified @var{frame}.
2547 @item for @var{var} being the buffers
2548 This clause iterates over all buffers in Emacs.  It is equivalent
2549 to @samp{for @var{var} in (buffer-list)}.
2551 @item for @var{var} = @var{expr1} then @var{expr2}
2552 This clause does a general iteration.  The first time through
2553 the loop, @var{var} will be bound to @var{expr1}.  On the second
2554 and successive iterations it will be set by evaluating @var{expr2}
2555 (which may refer to the old value of @var{var}).  For example,
2556 these two loops are effectively the same:
2558 @example
2559 (loop for x on my-list by 'cddr do ...)
2560 (loop for x = my-list then (cddr x) while x do ...)
2561 @end example
2563 Note that this type of @code{for} clause does not imply any sort
2564 of terminating condition; the above example combines it with a
2565 @code{while} clause to tell when to end the loop.
2567 If you omit the @code{then} term, @var{expr1} is used both for
2568 the initial setting and for successive settings:
2570 @example
2571 (loop for x = (random) when (> x 0) return x)
2572 @end example
2574 @noindent
2575 This loop keeps taking random numbers from the @code{(random)}
2576 function until it gets a positive one, which it then returns.
2577 @end table
2579 If you include several @code{for} clauses in a row, they are
2580 treated sequentially (as if by @code{let*} and @code{setq}).
2581 You can instead use the word @code{and} to link the clauses,
2582 in which case they are processed in parallel (as if by @code{let}
2583 and @code{psetq}).
2585 @example
2586 (loop for x below 5 for y = nil then x collect (list x y))
2587      @result{} ((0 nil) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4))
2588 (loop for x below 5 and y = nil then x collect (list x y))
2589      @result{} ((0 nil) (1 0) (2 1) (3 2) (4 3))
2590 @end example
2592 @noindent
2593 In the first loop, @code{y} is set based on the value of @code{x}
2594 that was just set by the previous clause; in the second loop,
2595 @code{x} and @code{y} are set simultaneously so @code{y} is set
2596 based on the value of @code{x} left over from the previous time
2597 through the loop.
2599 Another feature of the @code{loop} macro is @dfn{destructuring},
2600 similar in concept to the destructuring provided by @code{defmacro}.
2601 The @var{var} part of any @code{for} clause can be given as a list
2602 of variables instead of a single variable.  The values produced
2603 during loop execution must be lists; the values in the lists are
2604 stored in the corresponding variables.
2606 @example
2607 (loop for (x y) in '((2 3) (4 5) (6 7)) collect (+ x y))
2608      @result{} (5 9 13)
2609 @end example
2611 In loop destructuring, if there are more values than variables
2612 the trailing values are ignored, and if there are more variables
2613 than values the trailing variables get the value @code{nil}.
2614 If @code{nil} is used as a variable name, the corresponding
2615 values are ignored.  Destructuring may be nested, and dotted
2616 lists of variables like @code{(x . y)} are allowed.
2618 @node Iteration Clauses, Accumulation Clauses, For Clauses, Loop Facility
2619 @subsection Iteration Clauses
2621 @noindent
2622 Aside from @code{for} clauses, there are several other loop clauses
2623 that control the way the loop operates.  They might be used by
2624 themselves, or in conjunction with one or more @code{for} clauses.
2626 @table @code
2627 @item repeat @var{integer}
2628 This clause simply counts up to the specified number using an
2629 internal temporary variable.  The loops
2631 @example
2632 (loop repeat n do ...)
2633 (loop for temp to n do ...)
2634 @end example
2636 @noindent
2637 are identical except that the second one forces you to choose
2638 a name for a variable you aren't actually going to use.
2640 @item while @var{condition}
2641 This clause stops the loop when the specified condition (any Lisp
2642 expression) becomes @code{nil}.  For example, the following two
2643 loops are equivalent, except for the implicit @code{nil} block
2644 that surrounds the second one:
2646 @example
2647 (while @var{cond} @var{forms}@dots{})
2648 (loop while @var{cond} do @var{forms}@dots{})
2649 @end example
2651 @item until @var{condition}
2652 This clause stops the loop when the specified condition is true,
2653 i.e., non-@code{nil}.
2655 @item always @var{condition}
2656 This clause stops the loop when the specified condition is @code{nil}.
2657 Unlike @code{while}, it stops the loop using @code{return nil} so that
2658 the @code{finally} clauses are not executed.  If all the conditions
2659 were non-@code{nil}, the loop returns @code{t}:
2661 @example
2662 (if (loop for size in size-list always (> size 10))
2663     (some-big-sizes)
2664   (no-big-sizes))
2665 @end example
2667 @item never @var{condition}
2668 This clause is like @code{always}, except that the loop returns
2669 @code{t} if any conditions were false, or @code{nil} otherwise.
2671 @item thereis @var{condition}
2672 This clause stops the loop when the specified form is non-@code{nil};
2673 in this case, it returns that non-@code{nil} value.  If all the
2674 values were @code{nil}, the loop returns @code{nil}.
2675 @end table
2677 @node Accumulation Clauses, Other Clauses, Iteration Clauses, Loop Facility
2678 @subsection Accumulation Clauses
2680 @noindent
2681 These clauses cause the loop to accumulate information about the
2682 specified Lisp @var{form}.  The accumulated result is returned
2683 from the loop unless overridden, say, by a @code{return} clause.
2685 @table @code
2686 @item collect @var{form}
2687 This clause collects the values of @var{form} into a list.  Several
2688 examples of @code{collect} appear elsewhere in this manual.
2690 The word @code{collecting} is a synonym for @code{collect}, and
2691 likewise for the other accumulation clauses.
2693 @item append @var{form}
2694 This clause collects lists of values into a result list using
2695 @code{append}.
2697 @item nconc @var{form}
2698 This clause collects lists of values into a result list by
2699 destructively modifying the lists rather than copying them.
2701 @item concat @var{form}
2702 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2703 into a string.  (It and the following clause are extensions to
2704 standard Common Lisp.)
2706 @item vconcat @var{form}
2707 This clause concatenates the values of the specified @var{form}
2708 into a vector.
2710 @item count @var{form}
2711 This clause counts the number of times the specified @var{form}
2712 evaluates to a non-@code{nil} value.
2714 @item sum @var{form}
2715 This clause accumulates the sum of the values of the specified
2716 @var{form}, which must evaluate to a number.
2718 @item maximize @var{form}
2719 This clause accumulates the maximum value of the specified @var{form},
2720 which must evaluate to a number.  The return value is undefined if
2721 @code{maximize} is executed zero times.
2723 @item minimize @var{form}
2724 This clause accumulates the minimum value of the specified @var{form}.
2725 @end table
2727 Accumulation clauses can be followed by @samp{into @var{var}} to
2728 cause the data to be collected into variable @var{var} (which is
2729 automatically @code{let}-bound during the loop) rather than an
2730 unnamed temporary variable.  Also, @code{into} accumulations do
2731 not automatically imply a return value.  The loop must use some
2732 explicit mechanism, such as @code{finally return}, to return
2733 the accumulated result.
2735 It is valid for several accumulation clauses of the same type to
2736 accumulate into the same place.  From Steele:
2738 @example
2739 (loop for name in '(fred sue alice joe june)
2740       for kids in '((bob ken) () () (kris sunshine) ())
2741       collect name
2742       append kids)
2743      @result{} (fred bob ken sue alice joe kris sunshine june)
2744 @end example
2746 @node Other Clauses,  , Accumulation Clauses, Loop Facility
2747 @subsection Other Clauses
2749 @noindent
2750 This section describes the remaining loop clauses.
2752 @table @code
2753 @item with @var{var} = @var{value}
2754 This clause binds a variable to a value around the loop, but
2755 otherwise leaves the variable alone during the loop.  The following
2756 loops are basically equivalent:
2758 @example
2759 (loop with x = 17 do ...)
2760 (let ((x 17)) (loop do ...))
2761 (loop for x = 17 then x do ...)
2762 @end example
2764 Naturally, the variable @var{var} might be used for some purpose
2765 in the rest of the loop.  For example:
2767 @example
2768 (loop for x in my-list  with res = nil  do (push x res)
2769       finally return res)
2770 @end example
2772 This loop inserts the elements of @code{my-list} at the front of
2773 a new list being accumulated in @code{res}, then returns the
2774 list @code{res} at the end of the loop.  The effect is similar
2775 to that of a @code{collect} clause, but the list gets reversed
2776 by virtue of the fact that elements are being pushed onto the
2777 front of @code{res} rather than the end.
2779 If you omit the @code{=} term, the variable is initialized to
2780 @code{nil}.  (Thus the @samp{= nil} in the above example is
2781 unnecessary.)
2783 Bindings made by @code{with} are sequential by default, as if
2784 by @code{let*}.  Just like @code{for} clauses, @code{with} clauses
2785 can be linked with @code{and} to cause the bindings to be made by
2786 @code{let} instead.
2788 @item if @var{condition} @var{clause}
2789 This clause executes the following loop clause only if the specified
2790 condition is true.  The following @var{clause} should be an accumulation,
2791 @code{do}, @code{return}, @code{if}, or @code{unless} clause.
2792 Several clauses may be linked by separating them with @code{and}.
2793 These clauses may be followed by @code{else} and a clause or clauses
2794 to execute if the condition was false.  The whole construct may
2795 optionally be followed by the word @code{end} (which may be used to
2796 disambiguate an @code{else} or @code{and} in a nested @code{if}).
2798 The actual non-@code{nil} value of the condition form is available
2799 by the name @code{it} in the ``then'' part.  For example:
2801 @example
2802 (setq funny-numbers '(6 13 -1))
2803      @result{} (6 13 -1)
2804 (loop for x below 10
2805       if (oddp x)
2806         collect x into odds
2807         and if (memq x funny-numbers) return (cdr it) end
2808       else
2809         collect x into evens
2810       finally return (vector odds evens))
2811      @result{} [(1 3 5 7 9) (0 2 4 6 8)]
2812 (setq funny-numbers '(6 7 13 -1))
2813      @result{} (6 7 13 -1)
2814 (loop <@r{same thing again}>)
2815      @result{} (13 -1)
2816 @end example
2818 Note the use of @code{and} to put two clauses into the ``then''
2819 part, one of which is itself an @code{if} clause.  Note also that
2820 @code{end}, while normally optional, was necessary here to make
2821 it clear that the @code{else} refers to the outermost @code{if}
2822 clause.  In the first case, the loop returns a vector of lists
2823 of the odd and even values of @var{x}.  In the second case, the
2824 odd number 7 is one of the @code{funny-numbers} so the loop
2825 returns early; the actual returned value is based on the result
2826 of the @code{memq} call.
2828 @item when @var{condition} @var{clause}
2829 This clause is just a synonym for @code{if}.
2831 @item unless @var{condition} @var{clause}
2832 The @code{unless} clause is just like @code{if} except that the
2833 sense of the condition is reversed.
2835 @item named @var{name}
2836 This clause gives a name other than @code{nil} to the implicit
2837 block surrounding the loop.  The @var{name} is the symbol to be
2838 used as the block name.
2840 @item initially [do] @var{forms}...
2841 This keyword introduces one or more Lisp forms which will be
2842 executed before the loop itself begins (but after any variables
2843 requested by @code{for} or @code{with} have been bound to their
2844 initial values).  @code{initially} clauses can appear anywhere;
2845 if there are several, they are executed in the order they appear
2846 in the loop.  The keyword @code{do} is optional.
2848 @item finally [do] @var{forms}...
2849 This introduces Lisp forms which will be executed after the loop
2850 finishes (say, on request of a @code{for} or @code{while}).
2851 @code{initially} and @code{finally} clauses may appear anywhere
2852 in the loop construct, but they are executed (in the specified
2853 order) at the beginning or end, respectively, of the loop.
2855 @item finally return @var{form}
2856 This says that @var{form} should be executed after the loop
2857 is done to obtain a return value.  (Without this, or some other
2858 clause like @code{collect} or @code{return}, the loop will simply
2859 return @code{nil}.)  Variables bound by @code{for}, @code{with},
2860 or @code{into} will still contain their final values when @var{form}
2861 is executed.
2863 @item do @var{forms}...
2864 The word @code{do} may be followed by any number of Lisp expressions
2865 which are executed as an implicit @code{progn} in the body of the
2866 loop.  Many of the examples in this section illustrate the use of
2867 @code{do}.
2869 @item return @var{form}
2870 This clause causes the loop to return immediately.  The following
2871 Lisp form is evaluated to give the return value of the @code{loop}
2872 form.  The @code{finally} clauses, if any, are not executed.
2873 Of course, @code{return} is generally used inside an @code{if} or
2874 @code{unless}, as its use in a top-level loop clause would mean
2875 the loop would never get to ``loop'' more than once.
2877 The clause @samp{return @var{form}} is equivalent to
2878 @samp{do (return @var{form})} (or @code{return-from} if the loop
2879 was named).  The @code{return} clause is implemented a bit more
2880 efficiently, though.
2881 @end table
2883 While there is no high-level way to add user extensions to @code{loop}
2884 (comparable to @code{defsetf} for @code{setf}, say), this package
2885 does offer two properties called @code{cl-loop-handler} and
2886 @code{cl-loop-for-handler} which are functions to be called when
2887 a given symbol is encountered as a top-level loop clause or
2888 @code{for} clause, respectively.  Consult the source code in
2889 file @file{cl-macs.el} for details.
2891 This package's @code{loop} macro is compatible with that of Common
2892 Lisp, except that a few features are not implemented:  @code{loop-finish}
2893 and data-type specifiers.  Naturally, the @code{for} clauses which
2894 iterate over keymaps, overlays, intervals, frames, windows, and
2895 buffers are Emacs-specific extensions.
2897 @node Multiple Values,  , Loop Facility, Control Structure
2898 @section Multiple Values
2900 @noindent
2901 Common Lisp functions can return zero or more results.  Emacs Lisp
2902 functions, by contrast, always return exactly one result.  This
2903 package makes no attempt to emulate Common Lisp multiple return
2904 values; Emacs versions of Common Lisp functions that return more
2905 than one value either return just the first value (as in
2906 @code{compiler-macroexpand}) or return a list of values (as in
2907 @code{get-setf-method}).  This package @emph{does} define placeholders
2908 for the Common Lisp functions that work with multiple values, but
2909 in Emacs Lisp these functions simply operate on lists instead.
2910 The @code{values} form, for example, is a synonym for @code{list}
2911 in Emacs.
2913 @defspec multiple-value-bind (var@dots{}) values-form forms@dots{}
2914 This form evaluates @var{values-form}, which must return a list of
2915 values.  It then binds the @var{var}s to these respective values,
2916 as if by @code{let}, and then executes the body @var{forms}.
2917 If there are more @var{var}s than values, the extra @var{var}s
2918 are bound to @code{nil}.  If there are fewer @var{var}s than
2919 values, the excess values are ignored.
2920 @end defspec
2922 @defspec multiple-value-setq (var@dots{}) form
2923 This form evaluates @var{form}, which must return a list of values.
2924 It then sets the @var{var}s to these respective values, as if by
2925 @code{setq}.  Extra @var{var}s or values are treated the same as
2926 in @code{multiple-value-bind}.
2927 @end defspec
2929 The older Quiroz package attempted a more faithful (but still
2930 imperfect) emulation of Common Lisp multiple values.  The old
2931 method ``usually'' simulated true multiple values quite well,
2932 but under certain circumstances would leave spurious return
2933 values in memory where a later, unrelated @code{multiple-value-bind}
2934 form would see them.
2936 Since a perfect emulation is not feasible in Emacs Lisp, this
2937 package opts to keep it as simple and predictable as possible.
2939 @node Macros, Declarations, Control Structure, Top
2940 @chapter Macros
2942 @noindent
2943 This package implements the various Common Lisp features of
2944 @code{defmacro}, such as destructuring, @code{&environment},
2945 and @code{&body}.  Top-level @code{&whole} is not implemented
2946 for @code{defmacro} due to technical difficulties.
2947 @xref{Argument Lists}.
2949 Destructuring is made available to the user by way of the
2950 following macro:
2952 @defspec destructuring-bind arglist expr forms@dots{}
2953 This macro expands to code which executes @var{forms}, with
2954 the variables in @var{arglist} bound to the list of values
2955 returned by @var{expr}.  The @var{arglist} can include all
2956 the features allowed for @code{defmacro} argument lists,
2957 including destructuring.  (The @code{&environment} keyword
2958 is not allowed.)  The macro expansion will signal an error
2959 if @var{expr} returns a list of the wrong number of arguments
2960 or with incorrect keyword arguments.
2961 @end defspec
2963 This package also includes the Common Lisp @code{define-compiler-macro}
2964 facility, which allows you to define compile-time expansions and
2965 optimizations for your functions.
2967 @defspec define-compiler-macro name arglist forms@dots{}
2968 This form is similar to @code{defmacro}, except that it only expands
2969 calls to @var{name} at compile-time; calls processed by the Lisp
2970 interpreter are not expanded, nor are they expanded by the
2971 @code{macroexpand} function.
2973 The argument list may begin with a @code{&whole} keyword and a
2974 variable.  This variable is bound to the macro-call form itself,
2975 i.e., to a list of the form @samp{(@var{name} @var{args}@dots{})}.
2976 If the macro expander returns this form unchanged, then the
2977 compiler treats it as a normal function call.  This allows
2978 compiler macros to work as optimizers for special cases of a
2979 function, leaving complicated cases alone.
2981 For example, here is a simplified version of a definition that
2982 appears as a standard part of this package:
2984 @example
2985 (define-compiler-macro member* (&whole form a list &rest keys)
2986   (if (and (null keys)
2987            (eq (car-safe a) 'quote)
2988            (not (floatp-safe (cadr a))))
2989       (list 'memq a list)
2990     form))
2991 @end example
2993 @noindent
2994 This definition causes @code{(member* @var{a} @var{list})} to change
2995 to a call to the faster @code{memq} in the common case where @var{a}
2996 is a non-floating-point constant; if @var{a} is anything else, or
2997 if there are any keyword arguments in the call, then the original
2998 @code{member*} call is left intact.  (The actual compiler macro
2999 for @code{member*} optimizes a number of other cases, including
3000 common @code{:test} predicates.)
3001 @end defspec
3003 @defun compiler-macroexpand form
3004 This function is analogous to @code{macroexpand}, except that it
3005 expands compiler macros rather than regular macros.  It returns
3006 @var{form} unchanged if it is not a call to a function for which
3007 a compiler macro has been defined, or if that compiler macro
3008 decided to punt by returning its @code{&whole} argument.  Like
3009 @code{macroexpand}, it expands repeatedly until it reaches a form
3010 for which no further expansion is possible.
3011 @end defun
3013 @xref{Macro Bindings}, for descriptions of the @code{macrolet}
3014 and @code{symbol-macrolet} forms for making ``local'' macro
3015 definitions.
3017 @node Declarations, Symbols, Macros, Top
3018 @chapter Declarations
3020 @noindent
3021 Common Lisp includes a complex and powerful ``declaration''
3022 mechanism that allows you to give the compiler special hints
3023 about the types of data that will be stored in particular variables,
3024 and about the ways those variables and functions will be used.  This
3025 package defines versions of all the Common Lisp declaration forms:
3026 @code{declare}, @code{locally}, @code{proclaim}, @code{declaim},
3027 and @code{the}.
3029 Most of the Common Lisp declarations are not currently useful in
3030 Emacs Lisp, as the byte-code system provides little opportunity
3031 to benefit from type information, and @code{special} declarations
3032 are redundant in a fully dynamically-scoped Lisp.  A few
3033 declarations are meaningful when the optimizing byte
3034 compiler is being used, however.  Under the earlier non-optimizing
3035 compiler, these declarations will effectively be ignored.
3037 @defun proclaim decl-spec
3038 This function records a ``global'' declaration specified by
3039 @var{decl-spec}.  Since @code{proclaim} is a function, @var{decl-spec}
3040 is evaluated and thus should normally be quoted.
3041 @end defun
3043 @defspec declaim decl-specs@dots{}
3044 This macro is like @code{proclaim}, except that it takes any number
3045 of @var{decl-spec} arguments, and the arguments are unevaluated and
3046 unquoted.  The @code{declaim} macro also puts an @code{(eval-when
3047 (compile load eval) ...)} around the declarations so that they will
3048 be registered at compile-time as well as at run-time.  (This is vital,
3049 since normally the declarations are meant to influence the way the
3050 compiler treats the rest of the file that contains the @code{declaim}
3051 form.)
3052 @end defspec
3054 @defspec declare decl-specs@dots{}
3055 This macro is used to make declarations within functions and other
3056 code.  Common Lisp allows declarations in various locations, generally
3057 at the beginning of any of the many ``implicit @code{progn}s''
3058 throughout Lisp syntax, such as function bodies, @code{let} bodies,
3059 etc.  Currently the only declaration understood by @code{declare}
3060 is @code{special}.
3061 @end defspec
3063 @defspec locally declarations@dots{} forms@dots{}
3064 In this package, @code{locally} is no different from @code{progn}.
3065 @end defspec
3067 @defspec the type form
3068 Type information provided by @code{the} is ignored in this package;
3069 in other words, @code{(the @var{type} @var{form})} is equivalent
3070 to @var{form}.  Future versions of the optimizing byte-compiler may
3071 make use of this information.
3073 For example, @code{mapcar} can map over both lists and arrays.  It is
3074 hard for the compiler to expand @code{mapcar} into an in-line loop
3075 unless it knows whether the sequence will be a list or an array ahead
3076 of time.  With @code{(mapcar 'car (the vector foo))}, a future
3077 compiler would have enough information to expand the loop in-line.
3078 For now, Emacs Lisp will treat the above code as exactly equivalent
3079 to @code{(mapcar 'car foo)}.
3080 @end defspec
3082 Each @var{decl-spec} in a @code{proclaim}, @code{declaim}, or
3083 @code{declare} should be a list beginning with a symbol that says
3084 what kind of declaration it is.  This package currently understands
3085 @code{special}, @code{inline}, @code{notinline}, @code{optimize},
3086 and @code{warn} declarations.  (The @code{warn} declaration is an
3087 extension of standard Common Lisp.)  Other Common Lisp declarations,
3088 such as @code{type} and @code{ftype}, are silently ignored.
3090 @table @code
3091 @item special
3092 Since all variables in Emacs Lisp are ``special'' (in the Common
3093 Lisp sense), @code{special} declarations are only advisory.  They
3094 simply tell the optimizing byte compiler that the specified
3095 variables are intentionally being referred to without being
3096 bound in the body of the function.  The compiler normally emits
3097 warnings for such references, since they could be typographical
3098 errors for references to local variables.
3100 The declaration @code{(declare (special @var{var1} @var{var2}))} is
3101 equivalent to @code{(defvar @var{var1}) (defvar @var{var2})} in the
3102 optimizing compiler, or to nothing at all in older compilers (which
3103 do not warn for non-local references).
3105 In top-level contexts, it is generally better to write
3106 @code{(defvar @var{var})} than @code{(declaim (special @var{var}))},
3107 since @code{defvar} makes your intentions clearer.  But the older
3108 byte compilers can not handle @code{defvar}s appearing inside of
3109 functions, while @code{(declare (special @var{var}))} takes care
3110 to work correctly with all compilers.
3112 @item inline
3113 The @code{inline} @var{decl-spec} lists one or more functions
3114 whose bodies should be expanded ``in-line'' into calling functions
3115 whenever the compiler is able to arrange for it.  For example,
3116 the Common Lisp function @code{cadr} is declared @code{inline}
3117 by this package so that the form @code{(cadr @var{x})} will
3118 expand directly into @code{(car (cdr @var{x}))} when it is called
3119 in user functions, for a savings of one (relatively expensive)
3120 function call.
3122 The following declarations are all equivalent.  Note that the
3123 @code{defsubst} form is a convenient way to define a function
3124 and declare it inline all at once.
3126 @example
3127 (declaim (inline foo bar))
3128 (eval-when (compile load eval) (proclaim '(inline foo bar)))
3129 (defsubst foo (...) ...)       ; instead of defun
3130 @end example
3132 @strong{Please note:}  this declaration remains in effect after the
3133 containing source file is done.  It is correct to use it to
3134 request that a function you have defined should be inlined,
3135 but it is impolite to use it to request inlining of an external
3136 function.
3138 In Common Lisp, it is possible to use @code{(declare (inline @dots{}))}
3139 before a particular call to a function to cause just that call to
3140 be inlined; the current byte compilers provide no way to implement
3141 this, so @code{(declare (inline @dots{}))} is currently ignored by
3142 this package.
3144 @item notinline
3145 The @code{notinline} declaration lists functions which should
3146 not be inlined after all; it cancels a previous @code{inline}
3147 declaration.
3149 @item optimize
3150 This declaration controls how much optimization is performed by
3151 the compiler.  Naturally, it is ignored by the earlier non-optimizing
3152 compilers.
3154 The word @code{optimize} is followed by any number of lists like
3155 @code{(speed 3)} or @code{(safety 2)}.  Common Lisp defines several
3156 optimization ``qualities''; this package ignores all but @code{speed}
3157 and @code{safety}.  The value of a quality should be an integer from
3158 0 to 3, with 0 meaning ``unimportant'' and 3 meaning ``very important.''
3159 The default level for both qualities is 1.
3161 In this package, with the optimizing compiler, the
3162 @code{speed} quality is tied to the @code{byte-compile-optimize}
3163 flag, which is set to @code{nil} for @code{(speed 0)} and to
3164 @code{t} for higher settings; and the @code{safety} quality is
3165 tied to the @code{byte-compile-delete-errors} flag, which is
3166 set to @code{t} for @code{(safety 3)} and to @code{nil} for all
3167 lower settings.  (The latter flag controls whether the compiler
3168 is allowed to optimize out code whose only side-effect could
3169 be to signal an error, e.g., rewriting @code{(progn foo bar)} to
3170 @code{bar} when it is not known whether @code{foo} will be bound
3171 at run-time.)
3173 Note that even compiling with @code{(safety 0)}, the Emacs
3174 byte-code system provides sufficient checking to prevent real
3175 harm from being done.  For example, barring serious bugs in
3176 Emacs itself, Emacs will not crash with a segmentation fault
3177 just because of an error in a fully-optimized Lisp program.
3179 The @code{optimize} declaration is normally used in a top-level
3180 @code{proclaim} or @code{declaim} in a file; Common Lisp allows
3181 it to be used with @code{declare} to set the level of optimization
3182 locally for a given form, but this will not work correctly with the
3183 current version of the optimizing compiler.  (The @code{declare}
3184 will set the new optimization level, but that level will not
3185 automatically be unset after the enclosing form is done.)
3187 @item warn
3188 This declaration controls what sorts of warnings are generated
3189 by the byte compiler.  Again, only the optimizing compiler
3190 generates warnings.  The word @code{warn} is followed by any
3191 number of ``warning qualities,'' similar in form to optimization
3192 qualities.  The currently supported warning types are
3193 @code{redefine}, @code{callargs}, @code{unresolved}, and
3194 @code{free-vars}; in the current system, a value of 0 will
3195 disable these warnings and any higher value will enable them.
3196 See the documentation for the optimizing byte compiler for details.
3197 @end table
3199 @node Symbols, Numbers, Declarations, Top
3200 @chapter Symbols
3202 @noindent
3203 This package defines several symbol-related features that were
3204 missing from Emacs Lisp.
3206 @menu
3207 * Property Lists::       `get*', `remprop', `getf', `remf'
3208 * Creating Symbols::     `gensym', `gentemp'
3209 @end menu
3211 @node Property Lists, Creating Symbols, Symbols, Symbols
3212 @section Property Lists
3214 @noindent
3215 These functions augment the standard Emacs Lisp functions @code{get}
3216 and @code{put} for operating on properties attached to symbols.
3217 There are also functions for working with property lists as
3218 first-class data structures not attached to particular symbols.
3220 @defun get* symbol property &optional default
3221 This function is like @code{get}, except that if the property is
3222 not found, the @var{default} argument provides the return value.
3223 (The Emacs Lisp @code{get} function always uses @code{nil} as
3224 the default; this package's @code{get*} is equivalent to Common
3225 Lisp's @code{get}.)
3227 The @code{get*} function is @code{setf}-able; when used in this
3228 fashion, the @var{default} argument is allowed but ignored.
3229 @end defun
3231 @defun remprop symbol property
3232 This function removes the entry for @var{property} from the property
3233 list of @var{symbol}.  It returns a true value if the property was
3234 indeed found and removed, or @code{nil} if there was no such property.
3235 (This function was probably omitted from Emacs originally because,
3236 since @code{get} did not allow a @var{default}, it was very difficult
3237 to distinguish between a missing property and a property whose value
3238 was @code{nil}; thus, setting a property to @code{nil} was close
3239 enough to @code{remprop} for most purposes.)
3240 @end defun
3242 @defun getf place property &optional default
3243 This function scans the list @var{place} as if it were a property
3244 list, i.e., a list of alternating property names and values.  If
3245 an even-numbered element of @var{place} is found which is @code{eq}
3246 to @var{property}, the following odd-numbered element is returned.
3247 Otherwise, @var{default} is returned (or @code{nil} if no default
3248 is given).
3250 In particular,
3252 @example
3253 (get sym prop)  @equiv{}  (getf (symbol-plist sym) prop)
3254 @end example
3256 It is valid to use @code{getf} as a @code{setf} place, in which case
3257 its @var{place} argument must itself be a valid @code{setf} place.
3258 The @var{default} argument, if any, is ignored in this context.
3259 The effect is to change (via @code{setcar}) the value cell in the
3260 list that corresponds to @var{property}, or to cons a new property-value
3261 pair onto the list if the property is not yet present.
3263 @example
3264 (put sym prop val)  @equiv{}  (setf (getf (symbol-plist sym) prop) val)
3265 @end example
3267 The @code{get} and @code{get*} functions are also @code{setf}-able.
3268 The fact that @code{default} is ignored can sometimes be useful:
3270 @example
3271 (incf (get* 'foo 'usage-count 0))
3272 @end example
3274 Here, symbol @code{foo}'s @code{usage-count} property is incremented
3275 if it exists, or set to 1 (an incremented 0) otherwise.
3277 When not used as a @code{setf} form, @code{getf} is just a regular
3278 function and its @var{place} argument can actually be any Lisp
3279 expression.
3280 @end defun
3282 @defspec remf place property
3283 This macro removes the property-value pair for @var{property} from
3284 the property list stored at @var{place}, which is any @code{setf}-able
3285 place expression.  It returns true if the property was found.  Note
3286 that if @var{property} happens to be first on the list, this will
3287 effectively do a @code{(setf @var{place} (cddr @var{place}))},
3288 whereas if it occurs later, this simply uses @code{setcdr} to splice
3289 out the property and value cells.
3290 @end defspec
3292 @iftex
3293 @secno=2
3294 @end iftex
3296 @node Creating Symbols,  , Property Lists, Symbols
3297 @section Creating Symbols
3299 @noindent
3300 These functions create unique symbols, typically for use as
3301 temporary variables.
3303 @defun gensym &optional x
3304 This function creates a new, uninterned symbol (using @code{make-symbol})
3305 with a unique name.  (The name of an uninterned symbol is relevant
3306 only if the symbol is printed.)  By default, the name is generated
3307 from an increasing sequence of numbers, @samp{G1000}, @samp{G1001},
3308 @samp{G1002}, etc.  If the optional argument @var{x} is a string, that
3309 string is used as a prefix instead of @samp{G}.  Uninterned symbols
3310 are used in macro expansions for temporary variables, to ensure that
3311 their names will not conflict with ``real'' variables in the user's
3312 code.
3313 @end defun
3315 @defvar *gensym-counter*
3316 This variable holds the counter used to generate @code{gensym} names.
3317 It is incremented after each use by @code{gensym}.  In Common Lisp
3318 this is initialized with 0, but this package initializes it with a
3319 random (time-dependent) value to avoid trouble when two files that
3320 each used @code{gensym} in their compilation are loaded together.
3321 (Uninterned symbols become interned when the compiler writes them
3322 out to a file and the Emacs loader loads them, so their names have to
3323 be treated a bit more carefully than in Common Lisp where uninterned
3324 symbols remain uninterned after loading.)
3325 @end defvar
3327 @defun gentemp &optional x
3328 This function is like @code{gensym}, except that it produces a new
3329 @emph{interned} symbol.  If the symbol that is generated already
3330 exists, the function keeps incrementing the counter and trying
3331 again until a new symbol is generated.
3332 @end defun
3334 The Quiroz @file{cl.el} package also defined a @code{defkeyword}
3335 form for creating self-quoting keyword symbols.  This package
3336 automatically creates all keywords that are called for by
3337 @code{&key} argument specifiers, and discourages the use of
3338 keywords as data unrelated to keyword arguments, so the
3339 @code{defkeyword} form has been discontinued.
3341 @iftex
3342 @chapno=11
3343 @end iftex
3345 @node Numbers, Sequences, Symbols, Top
3346 @chapter Numbers
3348 @noindent
3349 This section defines a few simple Common Lisp operations on numbers
3350 which were left out of Emacs Lisp.
3352 @menu
3353 * Predicates on Numbers::       `plusp', `oddp', `floatp-safe', etc.
3354 * Numerical Functions::         `abs', `floor*', etc.
3355 * Random Numbers::              `random*', `make-random-state'
3356 * Implementation Parameters::   `most-positive-float'
3357 @end menu
3359 @iftex
3360 @secno=1
3361 @end iftex
3363 @node Predicates on Numbers, Numerical Functions, Numbers, Numbers
3364 @section Predicates on Numbers
3366 @noindent
3367 These functions return @code{t} if the specified condition is
3368 true of the numerical argument, or @code{nil} otherwise.
3370 @defun plusp number
3371 This predicate tests whether @var{number} is positive.  It is an
3372 error if the argument is not a number.
3373 @end defun
3375 @defun minusp number
3376 This predicate tests whether @var{number} is negative.  It is an
3377 error if the argument is not a number.
3378 @end defun
3380 @defun oddp integer
3381 This predicate tests whether @var{integer} is odd.  It is an
3382 error if the argument is not an integer.
3383 @end defun
3385 @defun evenp integer
3386 This predicate tests whether @var{integer} is even.  It is an
3387 error if the argument is not an integer.
3388 @end defun
3390 @defun floatp-safe object
3391 This predicate tests whether @var{object} is a floating-point
3392 number.  On systems that support floating-point, this is equivalent
3393 to @code{floatp}.  On other systems, this always returns @code{nil}.
3394 @end defun
3396 @iftex
3397 @secno=3
3398 @end iftex
3400 @node Numerical Functions, Random Numbers, Predicates on Numbers, Numbers
3401 @section Numerical Functions
3403 @noindent
3404 These functions perform various arithmetic operations on numbers.
3406 @defun gcd &rest integers
3407 This function returns the Greatest Common Divisor of the arguments.
3408 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3409 For zero arguments, it returns zero.
3410 @end defun
3412 @defun lcm &rest integers
3413 This function returns the Least Common Multiple of the arguments.
3414 For one argument, it returns the absolute value of that argument.
3415 For zero arguments, it returns one.
3416 @end defun
3418 @defun isqrt integer
3419 This function computes the ``integer square root'' of its integer
3420 argument, i.e., the greatest integer less than or equal to the true
3421 square root of the argument.
3422 @end defun
3424 @defun floor* number &optional divisor
3425 This function implements the Common Lisp @code{floor} function.
3426 It is called @code{floor*} to avoid name conflicts with the
3427 simpler @code{floor} function built-in to Emacs.
3429 With one argument, @code{floor*} returns a list of two numbers:
3430 The argument rounded down (toward minus infinity) to an integer,
3431 and the ``remainder'' which would have to be added back to the
3432 first return value to yield the argument again.  If the argument
3433 is an integer @var{x}, the result is always the list @code{(@var{x} 0)}.
3434 If the argument is a floating-point number, the first
3435 result is a Lisp integer and the second is a Lisp float between
3436 0 (inclusive) and 1 (exclusive).
3438 With two arguments, @code{floor*} divides @var{number} by
3439 @var{divisor}, and returns the floor of the quotient and the
3440 corresponding remainder as a list of two numbers.  If
3441 @code{(floor* @var{x} @var{y})} returns @code{(@var{q} @var{r})},
3442 then @code{@var{q}*@var{y} + @var{r} = @var{x}}, with @var{r}
3443 between 0 (inclusive) and @var{r} (exclusive).  Also, note
3444 that @code{(floor* @var{x})} is exactly equivalent to
3445 @code{(floor* @var{x} 1)}.
3447 This function is entirely compatible with Common Lisp's @code{floor}
3448 function, except that it returns the two results in a list since
3449 Emacs Lisp does not support multiple-valued functions.
3450 @end defun
3452 @defun ceiling* number &optional divisor
3453 This function implements the Common Lisp @code{ceiling} function,
3454 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3455 argument or quotient of the arguments up toward plus infinity.
3456 The remainder will be between 0 and minus @var{r}.
3457 @end defun
3459 @defun truncate* number &optional divisor
3460 This function implements the Common Lisp @code{truncate} function,
3461 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3462 argument or quotient of the arguments toward zero.  Thus it is
3463 equivalent to @code{floor*} if the argument or quotient is
3464 positive, or to @code{ceiling*} otherwise.  The remainder has
3465 the same sign as @var{number}.
3466 @end defun
3468 @defun round* number &optional divisor
3469 This function implements the Common Lisp @code{round} function,
3470 which is analogous to @code{floor} except that it rounds the
3471 argument or quotient of the arguments to the nearest integer.
3472 In the case of a tie (the argument or quotient is exactly
3473 halfway between two integers), it rounds to the even integer.
3474 @end defun
3476 @defun mod* number divisor
3477 This function returns the same value as the second return value
3478 of @code{floor}.
3479 @end defun
3481 @defun rem* number divisor
3482 This function returns the same value as the second return value
3483 of @code{truncate}.
3484 @end defun
3486 These definitions are compatible with those in the Quiroz
3487 @file{cl.el} package, except that this package appends @samp{*}
3488 to certain function names to avoid conflicts with existing
3489 Emacs functions, and that the mechanism for returning
3490 multiple values is different.
3492 @iftex
3493 @secno=8
3494 @end iftex
3496 @node Random Numbers, Implementation Parameters, Numerical Functions, Numbers
3497 @section Random Numbers
3499 @noindent
3500 This package also provides an implementation of the Common Lisp
3501 random number generator.  It uses its own additive-congruential
3502 algorithm, which is much more likely to give statistically clean
3503 random numbers than the simple generators supplied by many
3504 operating systems.
3506 @defun random* number &optional state
3507 This function returns a random nonnegative number less than
3508 @var{number}, and of the same type (either integer or floating-point).
3509 The @var{state} argument should be a @code{random-state} object
3510 which holds the state of the random number generator.  The
3511 function modifies this state object as a side effect.  If
3512 @var{state} is omitted, it defaults to the variable
3513 @code{*random-state*}, which contains a pre-initialized
3514 @code{random-state} object.
3515 @end defun
3517 @defvar *random-state*
3518 This variable contains the system ``default'' @code{random-state}
3519 object, used for calls to @code{random*} that do not specify an
3520 alternative state object.  Since any number of programs in the
3521 Emacs process may be accessing @code{*random-state*} in interleaved
3522 fashion, the sequence generated from this variable will be
3523 irreproducible for all intents and purposes.
3524 @end defvar
3526 @defun make-random-state &optional state
3527 This function creates or copies a @code{random-state} object.
3528 If @var{state} is omitted or @code{nil}, it returns a new copy of
3529 @code{*random-state*}.  This is a copy in the sense that future
3530 sequences of calls to @code{(random* @var{n})} and
3531 @code{(random* @var{n} @var{s})} (where @var{s} is the new
3532 random-state object) will return identical sequences of random
3533 numbers.
3535 If @var{state} is a @code{random-state} object, this function
3536 returns a copy of that object.  If @var{state} is @code{t}, this
3537 function returns a new @code{random-state} object seeded from the
3538 date and time.  As an extension to Common Lisp, @var{state} may also
3539 be an integer in which case the new object is seeded from that
3540 integer; each different integer seed will result in a completely
3541 different sequence of random numbers.
3543 It is valid to print a @code{random-state} object to a buffer or
3544 file and later read it back with @code{read}.  If a program wishes
3545 to use a sequence of pseudo-random numbers which can be reproduced
3546 later for debugging, it can call @code{(make-random-state t)} to
3547 get a new sequence, then print this sequence to a file.  When the
3548 program is later rerun, it can read the original run's random-state
3549 from the file.
3550 @end defun
3552 @defun random-state-p object
3553 This predicate returns @code{t} if @var{object} is a
3554 @code{random-state} object, or @code{nil} otherwise.
3555 @end defun
3557 @node Implementation Parameters,  , Random Numbers, Numbers
3558 @section Implementation Parameters
3560 @noindent
3561 This package defines several useful constants having to with numbers.
3563 The following parameters have to do with floating-point numbers.
3564 This package determines their values by exercising the computer's
3565 floating-point arithmetic in various ways.  Because this operation
3566 might be slow, the code for initializing them is kept in a separate
3567 function that must be called before the parameters can be used.
3569 @defun cl-float-limits
3570 This function makes sure that the Common Lisp floating-point parameters
3571 like @code{most-positive-float} have been initialized.  Until it is
3572 called, these parameters will be @code{nil}.  If this version of Emacs
3573 does not support floats, the parameters will remain @code{nil}.  If the
3574 parameters have already been initialized, the function returns
3575 immediately.
3577 The algorithm makes assumptions that will be valid for most modern
3578 machines, but will fail if the machine's arithmetic is extremely
3579 unusual, e.g., decimal.
3580 @end defun
3582 Since true Common Lisp supports up to four different floating-point
3583 precisions, it has families of constants like
3584 @code{most-positive-single-float}, @code{most-positive-double-float},
3585 @code{most-positive-long-float}, and so on.  Emacs has only one
3586 floating-point precision, so this package omits the precision word
3587 from the constants' names.
3589 @defvar most-positive-float
3590 This constant equals the largest value a Lisp float can hold.
3591 For those systems whose arithmetic supports infinities, this is
3592 the largest @emph{finite} value.  For IEEE machines, the value
3593 is approximately @code{1.79e+308}.
3594 @end defvar
3596 @defvar most-negative-float
3597 This constant equals the most-negative value a Lisp float can hold.
3598 (It is assumed to be equal to @code{(- most-positive-float)}.)
3599 @end defvar
3601 @defvar least-positive-float
3602 This constant equals the smallest Lisp float value greater than zero.
3603 For IEEE machines, it is about @code{4.94e-324} if denormals are
3604 supported or @code{2.22e-308} if not.
3605 @end defvar
3607 @defvar least-positive-normalized-float
3608 This constant equals the smallest @emph{normalized} Lisp float greater
3609 than zero, i.e., the smallest value for which IEEE denormalization
3610 will not result in a loss of precision.  For IEEE machines, this
3611 value is about @code{2.22e-308}.  For machines that do not support
3612 the concept of denormalization and gradual underflow, this constant
3613 will always equal @code{least-positive-float}.
3614 @end defvar
3616 @defvar least-negative-float
3617 This constant is the negative counterpart of @code{least-positive-float}.
3618 @end defvar
3620 @defvar least-negative-normalized-float
3621 This constant is the negative counterpart of
3622 @code{least-positive-normalized-float}.
3623 @end defvar
3625 @defvar float-epsilon
3626 This constant is the smallest positive Lisp float that can be added
3627 to 1.0 to produce a distinct value.  Adding a smaller number to 1.0
3628 will yield 1.0 again due to roundoff.  For IEEE machines, epsilon
3629 is about @code{2.22e-16}.
3630 @end defvar
3632 @defvar float-negative-epsilon
3633 This is the smallest positive value that can be subtracted from
3634 1.0 to produce a distinct value.  For IEEE machines, it is about
3635 @code{1.11e-16}.
3636 @end defvar
3638 @iftex
3639 @chapno=13
3640 @end iftex
3642 @node Sequences, Lists, Numbers, Top
3643 @chapter Sequences
3645 @noindent
3646 Common Lisp defines a number of functions that operate on
3647 @dfn{sequences}, which are either lists, strings, or vectors.
3648 Emacs Lisp includes a few of these, notably @code{elt} and
3649 @code{length}; this package defines most of the rest.
3651 @menu
3652 * Sequence Basics::          Arguments shared by all sequence functions
3653 * Mapping over Sequences::   `mapcar*', `mapcan', `map', `every', etc.
3654 * Sequence Functions::       `subseq', `remove*', `substitute', etc.
3655 * Searching Sequences::      `find', `position', `count', `search', etc.
3656 * Sorting Sequences::        `sort*', `stable-sort', `merge'
3657 @end menu
3659 @node Sequence Basics, Mapping over Sequences, Sequences, Sequences
3660 @section Sequence Basics
3662 @noindent
3663 Many of the sequence functions take keyword arguments; @pxref{Argument
3664 Lists}.  All keyword arguments are optional and, if specified,
3665 may appear in any order.
3667 The @code{:key} argument should be passed either @code{nil}, or a
3668 function of one argument.  This key function is used as a filter
3669 through which the elements of the sequence are seen; for example,
3670 @code{(find x y :key 'car)} is similar to @code{(assoc* x y)}:
3671 It searches for an element of the list whose @code{car} equals
3672 @code{x}, rather than for an element which equals @code{x} itself.
3673 If @code{:key} is omitted or @code{nil}, the filter is effectively
3674 the identity function.
3676 The @code{:test} and @code{:test-not} arguments should be either
3677 @code{nil}, or functions of two arguments.  The test function is
3678 used to compare two sequence elements, or to compare a search value
3679 with sequence elements.  (The two values are passed to the test
3680 function in the same order as the original sequence function
3681 arguments from which they are derived, or, if they both come from
3682 the same sequence, in the same order as they appear in that sequence.)
3683 The @code{:test} argument specifies a function which must return
3684 true (non-@code{nil}) to indicate a match; instead, you may use
3685 @code{:test-not} to give a function which returns @emph{false} to
3686 indicate a match.  The default test function is @code{:test 'eql}.
3688 Many functions which take @var{item} and @code{:test} or @code{:test-not}
3689 arguments also come in @code{-if} and @code{-if-not} varieties,
3690 where a @var{predicate} function is passed instead of @var{item},
3691 and sequence elements match if the predicate returns true on them
3692 (or false in the case of @code{-if-not}).  For example:
3694 @example
3695 (remove* 0 seq :test '=)  @equiv{}  (remove-if 'zerop seq)
3696 @end example
3698 @noindent
3699 to remove all zeros from sequence @code{seq}.
3701 Some operations can work on a subsequence of the argument sequence;
3702 these function take @code{:start} and @code{:end} arguments which
3703 default to zero and the length of the sequence, respectively.
3704 Only elements between @var{start} (inclusive) and @var{end}
3705 (exclusive) are affected by the operation.  The @var{end} argument
3706 may be passed @code{nil} to signify the length of the sequence;
3707 otherwise, both @var{start} and @var{end} must be integers, with
3708 @code{0 <= @var{start} <= @var{end} <= (length @var{seq})}.
3709 If the function takes two sequence arguments, the limits are
3710 defined by keywords @code{:start1} and @code{:end1} for the first,
3711 and @code{:start2} and @code{:end2} for the second.
3713 A few functions accept a @code{:from-end} argument, which, if
3714 non-@code{nil}, causes the operation to go from right-to-left
3715 through the sequence instead of left-to-right, and a @code{:count}
3716 argument, which specifies an integer maximum number of elements
3717 to be removed or otherwise processed.
3719 The sequence functions make no guarantees about the order in
3720 which the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key} functions
3721 are called on various elements.  Therefore, it is a bad idea to depend
3722 on side effects of these functions.  For example, @code{:from-end}
3723 may cause the sequence to be scanned actually in reverse, or it may
3724 be scanned forwards but computing a result ``as if'' it were scanned
3725 backwards.  (Some functions, like @code{mapcar*} and @code{every},
3726 @emph{do} specify exactly the order in which the function is called
3727 so side effects are perfectly acceptable in those cases.)
3729 Strings may contain ``text properties'' as well
3730 as character data.  Except as noted, it is undefined whether or
3731 not text properties are preserved by sequence functions.  For
3732 example, @code{(remove* ?A @var{str})} may or may not preserve
3733 the properties of the characters copied from @var{str} into the
3734 result.
3736 @node Mapping over Sequences, Sequence Functions, Sequence Basics, Sequences
3737 @section Mapping over Sequences
3739 @noindent
3740 These functions ``map'' the function you specify over the elements
3741 of lists or arrays.  They are all variations on the theme of the
3742 built-in function @code{mapcar}.
3744 @defun mapcar* function seq &rest more-seqs
3745 This function calls @var{function} on successive parallel sets of
3746 elements from its argument sequences.  Given a single @var{seq}
3747 argument it is equivalent to @code{mapcar}; given @var{n} sequences,
3748 it calls the function with the first elements of each of the sequences
3749 as the @var{n} arguments to yield the first element of the result
3750 list, then with the second elements, and so on.  The mapping stops as
3751 soon as the shortest sequence runs out.  The argument sequences may
3752 be any mixture of lists, strings, and vectors; the return sequence
3753 is always a list.
3755 Common Lisp's @code{mapcar} accepts multiple arguments but works
3756 only on lists; Emacs Lisp's @code{mapcar} accepts a single sequence
3757 argument.  This package's @code{mapcar*} works as a compatible
3758 superset of both.
3759 @end defun
3761 @defun map result-type function seq &rest more-seqs
3762 This function maps @var{function} over the argument sequences,
3763 just like @code{mapcar*}, but it returns a sequence of type
3764 @var{result-type} rather than a list.  @var{result-type} must
3765 be one of the following symbols: @code{vector}, @code{string},
3766 @code{list} (in which case the effect is the same as for
3767 @code{mapcar*}), or @code{nil} (in which case the results are
3768 thrown away and @code{map} returns @code{nil}).
3769 @end defun
3771 @defun maplist function list &rest more-lists
3772 This function calls @var{function} on each of its argument lists,
3773 then on the @code{cdr}s of those lists, and so on, until the
3774 shortest list runs out.  The results are returned in the form
3775 of a list.  Thus, @code{maplist} is like @code{mapcar*} except
3776 that it passes in the list pointers themselves rather than the
3777 @code{car}s of the advancing pointers.
3778 @end defun
3780 @defun mapc function seq &rest more-seqs
3781 This function is like @code{mapcar*}, except that the values returned
3782 by @var{function} are ignored and thrown away rather than being
3783 collected into a list.  The return value of @code{mapc} is @var{seq},
3784 the first sequence.  This function is more general than the Emacs
3785 primitive @code{mapc}.
3786 @end defun
3788 @defun mapl function list &rest more-lists
3789 This function is like @code{maplist}, except that it throws away
3790 the values returned by @var{function}.
3791 @end defun
3793 @defun mapcan function seq &rest more-seqs
3794 This function is like @code{mapcar*}, except that it concatenates
3795 the return values (which must be lists) using @code{nconc},
3796 rather than simply collecting them into a list.
3797 @end defun
3799 @defun mapcon function list &rest more-lists
3800 This function is like @code{maplist}, except that it concatenates
3801 the return values using @code{nconc}.
3802 @end defun
3804 @defun some predicate seq &rest more-seqs
3805 This function calls @var{predicate} on each element of @var{seq}
3806 in turn; if @var{predicate} returns a non-@code{nil} value,
3807 @code{some} returns that value, otherwise it returns @code{nil}.
3808 Given several sequence arguments, it steps through the sequences
3809 in parallel until the shortest one runs out, just as in
3810 @code{mapcar*}.  You can rely on the left-to-right order in which
3811 the elements are visited, and on the fact that mapping stops
3812 immediately as soon as @var{predicate} returns non-@code{nil}.
3813 @end defun
3815 @defun every predicate seq &rest more-seqs
3816 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3817 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3818 @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was true
3819 for all elements.
3820 @end defun
3822 @defun notany predicate seq &rest more-seqs
3823 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3824 in turn; it returns @code{nil} as soon as @var{predicate} returns
3825 a non-@code{nil} value for any element, or @code{t} if the predicate
3826 was @code{nil} for all elements.
3827 @end defun
3829 @defun notevery predicate seq &rest more-seqs
3830 This function calls @var{predicate} on each element of the sequence(s)
3831 in turn; it returns a non-@code{nil} value as soon as @var{predicate}
3832 returns @code{nil} for any element, or @code{t} if the predicate was
3833 true for all elements.
3834 @end defun
3836 @defun reduce function seq @t{&key :from-end :start :end :initial-value :key}
3837 This function combines the elements of @var{seq} using an associative
3838 binary operation.  Suppose @var{function} is @code{*} and @var{seq} is
3839 the list @code{(2 3 4 5)}.  The first two elements of the list are
3840 combined with @code{(* 2 3) = 6}; this is combined with the next
3841 element, @code{(* 6 4) = 24}, and that is combined with the final
3842 element: @code{(* 24 5) = 120}.  Note that the @code{*} function happens
3843 to be self-reducing, so that @code{(* 2 3 4 5)} has the same effect as
3844 an explicit call to @code{reduce}.
3846 If @code{:from-end} is true, the reduction is right-associative instead
3847 of left-associative:
3849 @example
3850 (reduce '- '(1 2 3 4))
3851      @equiv{} (- (- (- 1 2) 3) 4) @result{} -8
3852 (reduce '- '(1 2 3 4) :from-end t)
3853      @equiv{} (- 1 (- 2 (- 3 4))) @result{} -2
3854 @end example
3856 If @code{:key} is specified, it is a function of one argument which
3857 is called on each of the sequence elements in turn.
3859 If @code{:initial-value} is specified, it is effectively added to the
3860 front (or rear in the case of @code{:from-end}) of the sequence.
3861 The @code{:key} function is @emph{not} applied to the initial value.
3863 If the sequence, including the initial value, has exactly one element
3864 then that element is returned without ever calling @var{function}.
3865 If the sequence is empty (and there is no initial value), then
3866 @var{function} is called with no arguments to obtain the return value.
3867 @end defun
3869 All of these mapping operations can be expressed conveniently in
3870 terms of the @code{loop} macro.  In compiled code, @code{loop} will
3871 be faster since it generates the loop as in-line code with no
3872 function calls.
3874 @node Sequence Functions, Searching Sequences, Mapping over Sequences, Sequences
3875 @section Sequence Functions
3877 @noindent
3878 This section describes a number of Common Lisp functions for
3879 operating on sequences.
3881 @defun subseq sequence start &optional end
3882 This function returns a given subsequence of the argument
3883 @var{sequence}, which may be a list, string, or vector.
3884 The indices @var{start} and @var{end} must be in range, and
3885 @var{start} must be no greater than @var{end}.  If @var{end}
3886 is omitted, it defaults to the length of the sequence.  The
3887 return value is always a copy; it does not share structure
3888 with @var{sequence}.
3890 As an extension to Common Lisp, @var{start} and/or @var{end}
3891 may be negative, in which case they represent a distance back
3892 from the end of the sequence.  This is for compatibility with
3893 Emacs' @code{substring} function.  Note that @code{subseq} is
3894 the @emph{only} sequence function that allows negative
3895 @var{start} and @var{end}.
3897 You can use @code{setf} on a @code{subseq} form to replace a
3898 specified range of elements with elements from another sequence.
3899 The replacement is done as if by @code{replace}, described below.
3900 @end defun
3902 @defun concatenate result-type &rest seqs
3903 This function concatenates the argument sequences together to
3904 form a result sequence of type @var{result-type}, one of the
3905 symbols @code{vector}, @code{string}, or @code{list}.  The
3906 arguments are always copied, even in cases such as
3907 @code{(concatenate 'list '(1 2 3))} where the result is
3908 identical to an argument.
3909 @end defun
3911 @defun fill seq item @t{&key :start :end}
3912 This function fills the elements of the sequence (or the specified
3913 part of the sequence) with the value @var{item}.
3914 @end defun
3916 @defun replace seq1 seq2 @t{&key :start1 :end1 :start2 :end2}
3917 This function copies part of @var{seq2} into part of @var{seq1}.
3918 The sequence @var{seq1} is not stretched or resized; the amount
3919 of data copied is simply the shorter of the source and destination
3920 (sub)sequences.  The function returns @var{seq1}.
3922 If @var{seq1} and @var{seq2} are @code{eq}, then the replacement
3923 will work correctly even if the regions indicated by the start
3924 and end arguments overlap.  However, if @var{seq1} and @var{seq2}
3925 are lists which share storage but are not @code{eq}, and the
3926 start and end arguments specify overlapping regions, the effect
3927 is undefined.
3928 @end defun
3930 @defun remove* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3931 This returns a copy of @var{seq} with all elements matching
3932 @var{item} removed.  The result may share storage with or be
3933 @code{eq} to @var{seq} in some circumstances, but the original
3934 @var{seq} will not be modified.  The @code{:test}, @code{:test-not},
3935 and @code{:key} arguments define the matching test that is used;
3936 by default, elements @code{eql} to @var{item} are removed.  The
3937 @code{:count} argument specifies the maximum number of matching
3938 elements that can be removed (only the leftmost @var{count} matches
3939 are removed).  The @code{:start} and @code{:end} arguments specify
3940 a region in @var{seq} in which elements will be removed; elements
3941 outside that region are not matched or removed.  The @code{:from-end}
3942 argument, if true, says that elements should be deleted from the
3943 end of the sequence rather than the beginning (this matters only
3944 if @var{count} was also specified).
3945 @end defun
3947 @defun delete* item seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3948 This deletes all elements of @var{seq} which match @var{item}.
3949 It is a destructive operation.  Since Emacs Lisp does not support
3950 stretchable strings or vectors, this is the same as @code{remove*}
3951 for those sequence types.  On lists, @code{remove*} will copy the
3952 list if necessary to preserve the original list, whereas
3953 @code{delete*} will splice out parts of the argument list.
3954 Compare @code{append} and @code{nconc}, which are analogous
3955 non-destructive and destructive list operations in Emacs Lisp.
3956 @end defun
3958 @findex remove-if
3959 @findex remove-if-not
3960 @findex delete-if
3961 @findex delete-if-not
3962 The predicate-oriented functions @code{remove-if}, @code{remove-if-not},
3963 @code{delete-if}, and @code{delete-if-not} are defined similarly.
3965 @defun remove-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3966 This function returns a copy of @var{seq} with duplicate elements
3967 removed.  Specifically, if two elements from the sequence match
3968 according to the @code{:test}, @code{:test-not}, and @code{:key}
3969 arguments, only the rightmost one is retained.  If @code{:from-end}
3970 is true, the leftmost one is retained instead.  If @code{:start} or
3971 @code{:end} is specified, only elements within that subsequence are
3972 examined or removed.
3973 @end defun
3975 @defun delete-duplicates seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
3976 This function deletes duplicate elements from @var{seq}.  It is
3977 a destructive version of @code{remove-duplicates}.
3978 @end defun
3980 @defun substitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3981 This function returns a copy of @var{seq}, with all elements
3982 matching @var{old} replaced with @var{new}.  The @code{:count},
3983 @code{:start}, @code{:end}, and @code{:from-end} arguments may be
3984 used to limit the number of substitutions made.
3985 @end defun
3987 @defun nsubstitute new old seq @t{&key :test :test-not :key :count :start :end :from-end}
3988 This is a destructive version of @code{substitute}; it performs
3989 the substitution using @code{setcar} or @code{aset} rather than
3990 by returning a changed copy of the sequence.
3991 @end defun
3993 @findex substitute-if
3994 @findex substitute-if-not
3995 @findex nsubstitute-if
3996 @findex nsubstitute-if-not
3997 The @code{substitute-if}, @code{substitute-if-not}, @code{nsubstitute-if},
3998 and @code{nsubstitute-if-not} functions are defined similarly.  For
3999 these, a @var{predicate} is given in place of the @var{old} argument.
4001 @node Searching Sequences, Sorting Sequences, Sequence Functions, Sequences
4002 @section Searching Sequences
4004 @noindent
4005 These functions search for elements or subsequences in a sequence.
4006 (See also @code{member*} and @code{assoc*}; @pxref{Lists}.)
4008 @defun find item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4009 This function searches @var{seq} for an element matching @var{item}.
4010 If it finds a match, it returns the matching element.  Otherwise,
4011 it returns @code{nil}.  It returns the leftmost match, unless
4012 @code{:from-end} is true, in which case it returns the rightmost
4013 match.  The @code{:start} and @code{:end} arguments may be used to
4014 limit the range of elements that are searched.
4015 @end defun
4017 @defun position item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end :from-end}
4018 This function is like @code{find}, except that it returns the
4019 integer position in the sequence of the matching item rather than
4020 the item itself.  The position is relative to the start of the
4021 sequence as a whole, even if @code{:start} is non-zero.  The function
4022 returns @code{nil} if no matching element was found.
4023 @end defun
4025 @defun count item seq @t{&key :test :test-not :key :start :end}
4026 This function returns the number of elements of @var{seq} which
4027 match @var{item}.  The result is always a nonnegative integer.
4028 @end defun
4030 @findex find-if
4031 @findex find-if-not
4032 @findex position-if
4033 @findex position-if-not
4034 @findex count-if
4035 @findex count-if-not
4036 The @code{find-if}, @code{find-if-not}, @code{position-if},
4037 @code{position-if-not}, @code{count-if}, and @code{count-if-not}
4038 functions are defined similarly.
4040 @defun mismatch seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :start1 :end1 :start2 :end2 :from-end}
4041 This function compares the specified parts of @var{seq1} and
4042 @var{seq2}.  If they are the same length and the corresponding
4043 elements match (according to @code{:test}, @code{:test-not},
4044 and @code{:key}), the function returns @code{nil}.  If there is
4045 a mismatch, the function returns the index (relative to @var{seq1})
4046 of the first mismatching element.  This will be the leftmost pair of
4047 elements which do not match, or the position at which the shorter of
4048 the two otherwise-matching sequences runs out.
4050 If @code{:from-end} is true, then the elements are compared from right
4051 to left starting at @code{(1- @var{end1})} and @code{(1- @var{end2})}.
4052 If the sequences differ, then one plus the index of the rightmost
4053 difference (relative to @var{seq1}) is returned.
4055 An interesting example is @code{(mismatch str1 str2 :key 'upcase)},
4056 which compares two strings case-insensitively.
4057 @end defun
4059 @defun search seq1 seq2 @t{&key :test :test-not :key :from-end :start1 :end1 :start2 :end2}
4060 This function searches @var{seq2} for a subsequence that matches
4061 @var{seq1} (or part of it specified by @code{:start1} and
4062 @code{:end1}.)  Only matches which fall entirely within the region
4063 defined by @code{:start2} and @code{:end2} will be considered.
4064 The return value is the index of the leftmost element of the
4065 leftmost match, relative to the start of @var{seq2}, or @code{nil}
4066 if no matches were found.  If @code{:from-end} is true, the
4067 function finds the @emph{rightmost} matching subsequence.
4068 @end defun
4070 @node Sorting Sequences,  , Searching Sequences, Sequences
4071 @section Sorting Sequences
4073 @defun sort* seq predicate @t{&key :key}
4074 This function sorts @var{seq} into increasing order as determined
4075 by using @var{predicate} to compare pairs of elements.  @var{predicate}
4076 should return true (non-@code{nil}) if and only if its first argument
4077 is less than (not equal to) its second argument.  For example,
4078 @code{<} and @code{string-lessp} are suitable predicate functions
4079 for sorting numbers and strings, respectively; @code{>} would sort
4080 numbers into decreasing rather than increasing order.
4082 This function differs from Emacs' built-in @code{sort} in that it
4083 can operate on any type of sequence, not just lists.  Also, it
4084 accepts a @code{:key} argument which is used to preprocess data
4085 fed to the @var{predicate} function.  For example,
4087 @example
4088 (setq data (sort data 'string-lessp :key 'downcase))
4089 @end example
4091 @noindent
4092 sorts @var{data}, a sequence of strings, into increasing alphabetical
4093 order without regard to case.  A @code{:key} function of @code{car}
4094 would be useful for sorting association lists.
4096 The @code{sort*} function is destructive; it sorts lists by actually
4097 rearranging the @code{cdr} pointers in suitable fashion.
4098 @end defun
4100 @defun stable-sort seq predicate @t{&key :key}
4101 This function sorts @var{seq} @dfn{stably}, meaning two elements
4102 which are equal in terms of @var{predicate} are guaranteed not to
4103 be rearranged out of their original order by the sort.
4105 In practice, @code{sort*} and @code{stable-sort} are equivalent
4106 in Emacs Lisp because the underlying @code{sort} function is
4107 stable by default.  However, this package reserves the right to
4108 use non-stable methods for @code{sort*} in the future.
4109 @end defun
4111 @defun merge type seq1 seq2 predicate @t{&key :key}
4112 This function merges two sequences @var{seq1} and @var{seq2} by
4113 interleaving their elements.  The result sequence, of type @var{type}
4114 (in the sense of @code{concatenate}), has length equal to the sum
4115 of the lengths of the two input sequences.  The sequences may be
4116 modified destructively.  Order of elements within @var{seq1} and
4117 @var{seq2} is preserved in the interleaving; elements of the two
4118 sequences are compared by @var{predicate} (in the sense of
4119 @code{sort}) and the lesser element goes first in the result.
4120 When elements are equal, those from @var{seq1} precede those from
4121 @var{seq2} in the result.  Thus, if @var{seq1} and @var{seq2} are
4122 both sorted according to @var{predicate}, then the result will be
4123 a merged sequence which is (stably) sorted according to
4124 @var{predicate}.
4125 @end defun
4127 @node Lists, Structures, Sequences, Top
4128 @chapter Lists
4130 @noindent
4131 The functions described here operate on lists.
4133 @menu
4134 * List Functions::                `caddr', `first', `list*', etc.
4135 * Substitution of Expressions::   `subst', `sublis', etc.
4136 * Lists as Sets::                 `member*', `adjoin', `union', etc.
4137 * Association Lists::             `assoc*', `rassoc*', `acons', `pairlis'
4138 @end menu
4140 @node List Functions, Substitution of Expressions, Lists, Lists
4141 @section List Functions
4143 @noindent
4144 This section describes a number of simple operations on lists,
4145 i.e., chains of cons cells.
4147 @defun caddr x
4148 This function is equivalent to @code{(car (cdr (cdr @var{x})))}.
4149 Likewise, this package defines all 28 @code{c@var{xxx}r} functions
4150 where @var{xxx} is up to four @samp{a}s and/or @samp{d}s.
4151 All of these functions are @code{setf}-able, and calls to them
4152 are expanded inline by the byte-compiler for maximum efficiency.
4153 @end defun
4155 @defun first x
4156 This function is a synonym for @code{(car @var{x})}.  Likewise,
4157 the functions @code{second}, @code{third}, @dots{}, through
4158 @code{tenth} return the given element of the list @var{x}.
4159 @end defun
4161 @defun rest x
4162 This function is a synonym for @code{(cdr @var{x})}.
4163 @end defun
4165 @defun endp x
4166 Common Lisp defines this function to act like @code{null}, but
4167 signaling an error if @code{x} is neither a @code{nil} nor a
4168 cons cell.  This package simply defines @code{endp} as a synonym
4169 for @code{null}.
4170 @end defun
4172 @defun list-length x
4173 This function returns the length of list @var{x}, exactly like
4174 @code{(length @var{x})}, except that if @var{x} is a circular
4175 list (where the cdr-chain forms a loop rather than terminating
4176 with @code{nil}), this function returns @code{nil}.  (The regular
4177 @code{length} function would get stuck if given a circular list.)
4178 @end defun
4180 @defun list* arg &rest others
4181 This function constructs a list of its arguments.  The final
4182 argument becomes the @code{cdr} of the last cell constructed.
4183 Thus, @code{(list* @var{a} @var{b} @var{c})} is equivalent to
4184 @code{(cons @var{a} (cons @var{b} @var{c}))}, and
4185 @code{(list* @var{a} @var{b} nil)} is equivalent to
4186 @code{(list @var{a} @var{b})}.
4188 (Note that this function really is called @code{list*} in Common
4189 Lisp; it is not a name invented for this package like @code{member*}
4190 or @code{defun*}.)
4191 @end defun
4193 @defun ldiff list sublist
4194 If @var{sublist} is a sublist of @var{list}, i.e., is @code{eq} to
4195 one of the cons cells of @var{list}, then this function returns
4196 a copy of the part of @var{list} up to but not including
4197 @var{sublist}.  For example, @code{(ldiff x (cddr x))} returns
4198 the first two elements of the list @code{x}.  The result is a
4199 copy; the original @var{list} is not modified.  If @var{sublist}
4200 is not a sublist of @var{list}, a copy of the entire @var{list}
4201 is returned.
4202 @end defun
4204 @defun copy-list list
4205 This function returns a copy of the list @var{list}.  It copies
4206 dotted lists like @code{(1 2 . 3)} correctly.
4207 @end defun
4209 @defun copy-tree x &optional vecp
4210 This function returns a copy of the tree of cons cells @var{x}.
4211 Unlike @code{copy-sequence} (and its alias @code{copy-list}),
4212 which copies only along the @code{cdr} direction, this function
4213 copies (recursively) along both the @code{car} and the @code{cdr}
4214 directions.  If @var{x} is not a cons cell, the function simply
4215 returns @var{x} unchanged.  If the optional @var{vecp} argument
4216 is true, this function copies vectors (recursively) as well as
4217 cons cells.
4218 @end defun
4220 @defun tree-equal x y @t{&key :test :test-not :key}
4221 This function compares two trees of cons cells.  If @var{x} and
4222 @var{y} are both cons cells, their @code{car}s and @code{cdr}s are
4223 compared recursively.  If neither @var{x} nor @var{y} is a cons
4224 cell, they are compared by @code{eql}, or according to the
4225 specified test.  The @code{:key} function, if specified, is
4226 applied to the elements of both trees.  @xref{Sequences}.
4227 @end defun
4229 @iftex
4230 @secno=3
4231 @end iftex
4233 @node Substitution of Expressions, Lists as Sets, List Functions, Lists
4234 @section Substitution of Expressions
4236 @noindent
4237 These functions substitute elements throughout a tree of cons
4238 cells.  (@xref{Sequence Functions}, for the @code{substitute}
4239 function, which works on just the top-level elements of a list.)
4241 @defun subst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4242 This function substitutes occurrences of @var{old} with @var{new}
4243 in @var{tree}, a tree of cons cells.  It returns a substituted
4244 tree, which will be a copy except that it may share storage with
4245 the argument @var{tree} in parts where no substitutions occurred.
4246 The original @var{tree} is not modified.  This function recurses
4247 on, and compares against @var{old}, both @code{car}s and @code{cdr}s
4248 of the component cons cells.  If @var{old} is itself a cons cell,
4249 then matching cells in the tree are substituted as usual without
4250 recursively substituting in that cell.  Comparisons with @var{old}
4251 are done according to the specified test (@code{eql} by default).
4252 The @code{:key} function is applied to the elements of the tree
4253 but not to @var{old}.
4254 @end defun
4256 @defun nsubst new old tree @t{&key :test :test-not :key}
4257 This function is like @code{subst}, except that it works by
4258 destructive modification (by @code{setcar} or @code{setcdr})
4259 rather than copying.
4260 @end defun
4262 @findex subst-if
4263 @findex subst-if-not
4264 @findex nsubst-if
4265 @findex nsubst-if-not
4266 The @code{subst-if}, @code{subst-if-not}, @code{nsubst-if}, and
4267 @code{nsubst-if-not} functions are defined similarly.
4269 @defun sublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4270 This function is like @code{subst}, except that it takes an
4271 association list @var{alist} of @var{old}-@var{new} pairs.
4272 Each element of the tree (after applying the @code{:key}
4273 function, if any), is compared with the @code{car}s of
4274 @var{alist}; if it matches, it is replaced by the corresponding
4275 @code{cdr}.
4276 @end defun
4278 @defun nsublis alist tree @t{&key :test :test-not :key}
4279 This is a destructive version of @code{sublis}.
4280 @end defun
4282 @node Lists as Sets, Association Lists, Substitution of Expressions, Lists
4283 @section Lists as Sets
4285 @noindent
4286 These functions perform operations on lists which represent sets
4287 of elements.
4289 @defun member* item list @t{&key :test :test-not :key}
4290 This function searches @var{list} for an element matching @var{item}.
4291 If a match is found, it returns the cons cell whose @code{car} was
4292 the matching element.  Otherwise, it returns @code{nil}.  Elements
4293 are compared by @code{eql} by default; you can use the @code{:test},
4294 @code{:test-not}, and @code{:key} arguments to modify this behavior.
4295 @xref{Sequences}.
4297 Note that this function's name is suffixed by @samp{*} to avoid
4298 the incompatible @code{member} function defined in Emacs.
4299 (That function uses @code{equal} for comparisons; it is equivalent
4300 to @code{(member* @var{item} @var{list} :test 'equal)}.)
4301 @end defun
4303 @findex member-if
4304 @findex member-if-not
4305 The @code{member-if} and @code{member-if-not} functions
4306 analogously search for elements which satisfy a given predicate.
4308 @defun tailp sublist list
4309 This function returns @code{t} if @var{sublist} is a sublist of
4310 @var{list}, i.e., if @var{sublist} is @code{eql} to @var{list} or to
4311 any of its @code{cdr}s.
4312 @end defun
4314 @defun adjoin item list @t{&key :test :test-not :key}
4315 This function conses @var{item} onto the front of @var{list},
4316 like @code{(cons @var{item} @var{list})}, but only if @var{item}
4317 is not already present on the list (as determined by @code{member*}).
4318 If a @code{:key} argument is specified, it is applied to
4319 @var{item} as well as to the elements of @var{list} during
4320 the search, on the reasoning that @var{item} is ``about'' to
4321 become part of the list.
4322 @end defun
4324 @defun union list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4325 This function combines two lists which represent sets of items,
4326 returning a list that represents the union of those two sets.
4327 The result list will contain all items which appear in @var{list1}
4328 or @var{list2}, and no others.  If an item appears in both
4329 @var{list1} and @var{list2} it will be copied only once.  If
4330 an item is duplicated in @var{list1} or @var{list2}, it is
4331 undefined whether or not that duplication will survive in the
4332 result list.  The order of elements in the result list is also
4333 undefined.
4334 @end defun
4336 @defun nunion list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4337 This is a destructive version of @code{union}; rather than copying,
4338 it tries to reuse the storage of the argument lists if possible.
4339 @end defun
4341 @defun intersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4342 This function computes the intersection of the sets represented
4343 by @var{list1} and @var{list2}.  It returns the list of items
4344 which appear in both @var{list1} and @var{list2}.
4345 @end defun
4347 @defun nintersection list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4348 This is a destructive version of @code{intersection}.  It
4349 tries to reuse storage of @var{list1} rather than copying.
4350 It does @emph{not} reuse the storage of @var{list2}.
4351 @end defun
4353 @defun set-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4354 This function computes the ``set difference'' of @var{list1}
4355 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4356 @var{list1} but @emph{not} in @var{list2}.
4357 @end defun
4359 @defun nset-difference list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4360 This is a destructive @code{set-difference}, which will try
4361 to reuse @var{list1} if possible.
4362 @end defun
4364 @defun set-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4365 This function computes the ``set exclusive or'' of @var{list1}
4366 and @var{list2}, i.e., the set of elements that appear in
4367 exactly one of @var{list1} and @var{list2}.
4368 @end defun
4370 @defun nset-exclusive-or list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4371 This is a destructive @code{set-exclusive-or}, which will try
4372 to reuse @var{list1} and @var{list2} if possible.
4373 @end defun
4375 @defun subsetp list1 list2 @t{&key :test :test-not :key}
4376 This function checks whether @var{list1} represents a subset
4377 of @var{list2}, i.e., whether every element of @var{list1}
4378 also appears in @var{list2}.
4379 @end defun
4381 @node Association Lists,  , Lists as Sets, Lists
4382 @section Association Lists
4384 @noindent
4385 An @dfn{association list} is a list representing a mapping from
4386 one set of values to another; any list whose elements are cons
4387 cells is an association list.
4389 @defun assoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4390 This function searches the association list @var{a-list} for an
4391 element whose @code{car} matches (in the sense of @code{:test},
4392 @code{:test-not}, and @code{:key}, or by comparison with @code{eql})
4393 a given @var{item}.  It returns the matching element, if any,
4394 otherwise @code{nil}.  It ignores elements of @var{a-list} which
4395 are not cons cells.  (This corresponds to the behavior of
4396 @code{assq} and @code{assoc} in Emacs Lisp; Common Lisp's
4397 @code{assoc} ignores @code{nil}s but considers any other non-cons
4398 elements of @var{a-list} to be an error.)
4399 @end defun
4401 @defun rassoc* item a-list @t{&key :test :test-not :key}
4402 This function searches for an element whose @code{cdr} matches
4403 @var{item}.  If @var{a-list} represents a mapping, this applies
4404 the inverse of the mapping to @var{item}.
4405 @end defun
4407 @findex assoc-if
4408 @findex assoc-if-not
4409 @findex rassoc-if
4410 @findex rassoc-if-not
4411 The @code{assoc-if}, @code{assoc-if-not}, @code{rassoc-if},
4412 and @code{rassoc-if-not} functions are defined similarly.
4414 Two simple functions for constructing association lists are:
4416 @defun acons key value alist
4417 This is equivalent to @code{(cons (cons @var{key} @var{value}) @var{alist})}.
4418 @end defun
4420 @defun pairlis keys values &optional alist
4421 This is equivalent to @code{(nconc (mapcar* 'cons @var{keys} @var{values})
4422 @var{alist})}.
4423 @end defun
4425 @iftex
4426 @chapno=18
4427 @end iftex
4429 @node Structures, Assertions, Lists, Top
4430 @chapter Structures
4432 @noindent
4433 The Common Lisp @dfn{structure} mechanism provides a general way
4434 to define data types similar to C's @code{struct} types.  A
4435 structure is a Lisp object containing some number of @dfn{slots},
4436 each of which can hold any Lisp data object.  Functions are
4437 provided for accessing and setting the slots, creating or copying
4438 structure objects, and recognizing objects of a particular structure
4439 type.
4441 In true Common Lisp, each structure type is a new type distinct
4442 from all existing Lisp types.  Since the underlying Emacs Lisp
4443 system provides no way to create new distinct types, this package
4444 implements structures as vectors (or lists upon request) with a
4445 special ``tag'' symbol to identify them.
4447 @defspec defstruct name slots@dots{}
4448 The @code{defstruct} form defines a new structure type called
4449 @var{name}, with the specified @var{slots}.  (The @var{slots}
4450 may begin with a string which documents the structure type.)
4451 In the simplest case, @var{name} and each of the @var{slots}
4452 are symbols.  For example,
4454 @example
4455 (defstruct person name age sex)
4456 @end example
4458 @noindent
4459 defines a struct type called @code{person} which contains three
4460 slots.  Given a @code{person} object @var{p}, you can access those
4461 slots by calling @code{(person-name @var{p})}, @code{(person-age @var{p})},
4462 and @code{(person-sex @var{p})}.  You can also change these slots by
4463 using @code{setf} on any of these place forms:
4465 @example
4466 (incf (person-age birthday-boy))
4467 @end example
4469 You can create a new @code{person} by calling @code{make-person},
4470 which takes keyword arguments @code{:name}, @code{:age}, and
4471 @code{:sex} to specify the initial values of these slots in the
4472 new object.  (Omitting any of these arguments leaves the corresponding
4473 slot ``undefined,'' according to the Common Lisp standard; in Emacs
4474 Lisp, such uninitialized slots are filled with @code{nil}.)
4476 Given a @code{person}, @code{(copy-person @var{p})} makes a new
4477 object of the same type whose slots are @code{eq} to those of @var{p}.
4479 Given any Lisp object @var{x}, @code{(person-p @var{x})} returns
4480 true if @var{x} looks like a @code{person}, false otherwise.  (Again,
4481 in Common Lisp this predicate would be exact; in Emacs Lisp the
4482 best it can do is verify that @var{x} is a vector of the correct
4483 length which starts with the correct tag symbol.)
4485 Accessors like @code{person-name} normally check their arguments
4486 (effectively using @code{person-p}) and signal an error if the
4487 argument is the wrong type.  This check is affected by
4488 @code{(optimize (safety @dots{}))} declarations.  Safety level 1,
4489 the default, uses a somewhat optimized check that will detect all
4490 incorrect arguments, but may use an uninformative error message
4491 (e.g., ``expected a vector'' instead of ``expected a @code{person}'').
4492 Safety level 0 omits all checks except as provided by the underlying
4493 @code{aref} call; safety levels 2 and 3 do rigorous checking that will
4494 always print a descriptive error message for incorrect inputs.
4495 @xref{Declarations}.
4497 @example
4498 (setq dave (make-person :name "Dave" :sex 'male))
4499      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4500 (setq other (copy-person dave))
4501      @result{} [cl-struct-person "Dave" nil male]
4502 (eq dave other)
4503      @result{} nil
4504 (eq (person-name dave) (person-name other))
4505      @result{} t
4506 (person-p dave)
4507      @result{} t
4508 (person-p [1 2 3 4])
4509      @result{} nil
4510 (person-p "Bogus")
4511      @result{} nil
4512 (person-p '[cl-struct-person counterfeit person object])
4513      @result{} t
4514 @end example
4516 In general, @var{name} is either a name symbol or a list of a name
4517 symbol followed by any number of @dfn{struct options}; each @var{slot}
4518 is either a slot symbol or a list of the form @samp{(@var{slot-name}
4519 @var{default-value} @var{slot-options}@dots{})}.  The @var{default-value}
4520 is a Lisp form which is evaluated any time an instance of the
4521 structure type is created without specifying that slot's value.
4523 Common Lisp defines several slot options, but the only one
4524 implemented in this package is @code{:read-only}.  A non-@code{nil}
4525 value for this option means the slot should not be @code{setf}-able;
4526 the slot's value is determined when the object is created and does
4527 not change afterward.
4529 @example
4530 (defstruct person
4531   (name nil :read-only t)
4532   age
4533   (sex 'unknown))
4534 @end example
4536 Any slot options other than @code{:read-only} are ignored.
4538 For obscure historical reasons, structure options take a different
4539 form than slot options.  A structure option is either a keyword
4540 symbol, or a list beginning with a keyword symbol possibly followed
4541 by arguments.  (By contrast, slot options are key-value pairs not
4542 enclosed in lists.)
4544 @example
4545 (defstruct (person (:constructor create-person)
4546                    (:type list)
4547                    :named)
4548   name age sex)
4549 @end example
4551 The following structure options are recognized.
4553 @table @code
4554 @iftex
4555 @itemmax=0 in
4556 @advance@leftskip-.5@tableindent
4557 @end iftex
4558 @item :conc-name
4559 The argument is a symbol whose print name is used as the prefix for
4560 the names of slot accessor functions.  The default is the name of
4561 the struct type followed by a hyphen.  The option @code{(:conc-name p-)}
4562 would change this prefix to @code{p-}.  Specifying @code{nil} as an
4563 argument means no prefix, so that the slot names themselves are used
4564 to name the accessor functions.
4566 @item :constructor
4567 In the simple case, this option takes one argument which is an
4568 alternate name to use for the constructor function.  The default
4569 is @code{make-@var{name}}, e.g., @code{make-person}.  The above
4570 example changes this to @code{create-person}.  Specifying @code{nil}
4571 as an argument means that no standard constructor should be
4572 generated at all.
4574 In the full form of this option, the constructor name is followed
4575 by an arbitrary argument list.  @xref{Program Structure}, for a
4576 description of the format of Common Lisp argument lists.  All
4577 options, such as @code{&rest} and @code{&key}, are supported.
4578 The argument names should match the slot names; each slot is
4579 initialized from the corresponding argument.  Slots whose names
4580 do not appear in the argument list are initialized based on the
4581 @var{default-value} in their slot descriptor.  Also, @code{&optional}
4582 and @code{&key} arguments which don't specify defaults take their
4583 defaults from the slot descriptor.  It is valid to include arguments
4584 which don't correspond to slot names; these are useful if they are
4585 referred to in the defaults for optional, keyword, or @code{&aux}
4586 arguments which @emph{do} correspond to slots.
4588 You can specify any number of full-format @code{:constructor}
4589 options on a structure.  The default constructor is still generated
4590 as well unless you disable it with a simple-format @code{:constructor}
4591 option.
4593 @example
4594 (defstruct
4595  (person
4596   (:constructor nil)   ; no default constructor
4597   (:constructor new-person (name sex &optional (age 0)))
4598   (:constructor new-hound (&key (name "Rover")
4599                                 (dog-years 0)
4600                            &aux (age (* 7 dog-years))
4601                                 (sex 'canine))))
4602  name age sex)
4603 @end example
4605 The first constructor here takes its arguments positionally rather
4606 than by keyword.  (In official Common Lisp terminology, constructors
4607 that work By Order of Arguments instead of by keyword are called
4608 ``BOA constructors.''  No, I'm not making this up.)  For example,
4609 @code{(new-person "Jane" 'female)} generates a person whose slots
4610 are @code{"Jane"}, 0, and @code{female}, respectively.
4612 The second constructor takes two keyword arguments, @code{:name},
4613 which initializes the @code{name} slot and defaults to @code{"Rover"},
4614 and @code{:dog-years}, which does not itself correspond to a slot
4615 but which is used to initialize the @code{age} slot.  The @code{sex}
4616 slot is forced to the symbol @code{canine} with no syntax for
4617 overriding it.
4619 @item :copier
4620 The argument is an alternate name for the copier function for
4621 this type.  The default is @code{copy-@var{name}}.  @code{nil}
4622 means not to generate a copier function.  (In this implementation,
4623 all copier functions are simply synonyms for @code{copy-sequence}.)
4625 @item :predicate
4626 The argument is an alternate name for the predicate which recognizes
4627 objects of this type.  The default is @code{@var{name}-p}.  @code{nil}
4628 means not to generate a predicate function.  (If the @code{:type}
4629 option is used without the @code{:named} option, no predicate is
4630 ever generated.)
4632 In true Common Lisp, @code{typep} is always able to recognize a
4633 structure object even if @code{:predicate} was used.  In this
4634 package, @code{typep} simply looks for a function called
4635 @code{@var{typename}-p}, so it will work for structure types
4636 only if they used the default predicate name.
4638 @item :include
4639 This option implements a very limited form of C++-style inheritance.
4640 The argument is the name of another structure type previously
4641 created with @code{defstruct}.  The effect is to cause the new
4642 structure type to inherit all of the included structure's slots
4643 (plus, of course, any new slots described by this struct's slot
4644 descriptors).  The new structure is considered a ``specialization''
4645 of the included one.  In fact, the predicate and slot accessors
4646 for the included type will also accept objects of the new type.
4648 If there are extra arguments to the @code{:include} option after
4649 the included-structure name, these options are treated as replacement
4650 slot descriptors for slots in the included structure, possibly with
4651 modified default values.  Borrowing an example from Steele:
4653 @example
4654 (defstruct person name (age 0) sex)
4655      @result{} person
4656 (defstruct (astronaut (:include person (age 45)))
4657   helmet-size
4658   (favorite-beverage 'tang))
4659      @result{} astronaut
4661 (setq joe (make-person :name "Joe"))
4662      @result{} [cl-struct-person "Joe" 0 nil]
4663 (setq buzz (make-astronaut :name "Buzz"))
4664      @result{} [cl-struct-astronaut "Buzz" 45 nil nil tang]
4666 (list (person-p joe) (person-p buzz))
4667      @result{} (t t)
4668 (list (astronaut-p joe) (astronaut-p buzz))
4669      @result{} (nil t)
4671 (person-name buzz)
4672      @result{} "Buzz"
4673 (astronaut-name joe)
4674      @result{} error: "astronaut-name accessing a non-astronaut"
4675 @end example
4677 Thus, if @code{astronaut} is a specialization of @code{person},
4678 then every @code{astronaut} is also a @code{person} (but not the
4679 other way around).  Every @code{astronaut} includes all the slots
4680 of a @code{person}, plus extra slots that are specific to
4681 astronauts.  Operations that work on people (like @code{person-name})
4682 work on astronauts just like other people.
4684 @item :print-function
4685 In full Common Lisp, this option allows you to specify a function
4686 which is called to print an instance of the structure type.  The
4687 Emacs Lisp system offers no hooks into the Lisp printer which would
4688 allow for such a feature, so this package simply ignores
4689 @code{:print-function}.
4691 @item :type
4692 The argument should be one of the symbols @code{vector} or @code{list}.
4693 This tells which underlying Lisp data type should be used to implement
4694 the new structure type.  Vectors are used by default, but
4695 @code{(:type list)} will cause structure objects to be stored as
4696 lists instead.
4698 The vector representation for structure objects has the advantage
4699 that all structure slots can be accessed quickly, although creating
4700 vectors is a bit slower in Emacs Lisp.  Lists are easier to create,
4701 but take a relatively long time accessing the later slots.
4703 @item :named
4704 This option, which takes no arguments, causes a characteristic ``tag''
4705 symbol to be stored at the front of the structure object.  Using
4706 @code{:type} without also using @code{:named} will result in a
4707 structure type stored as plain vectors or lists with no identifying
4708 features.
4710 The default, if you don't specify @code{:type} explicitly, is to
4711 use named vectors.  Therefore, @code{:named} is only useful in
4712 conjunction with @code{:type}.
4714 @example
4715 (defstruct (person1) name age sex)
4716 (defstruct (person2 (:type list) :named) name age sex)
4717 (defstruct (person3 (:type list)) name age sex)
4719 (setq p1 (make-person1))
4720      @result{} [cl-struct-person1 nil nil nil]
4721 (setq p2 (make-person2))
4722      @result{} (person2 nil nil nil)
4723 (setq p3 (make-person3))
4724      @result{} (nil nil nil)
4726 (person1-p p1)
4727      @result{} t
4728 (person2-p p2)
4729      @result{} t
4730 (person3-p p3)
4731      @result{} error: function person3-p undefined
4732 @end example
4734 Since unnamed structures don't have tags, @code{defstruct} is not
4735 able to make a useful predicate for recognizing them.  Also,
4736 accessors like @code{person3-name} will be generated but they
4737 will not be able to do any type checking.  The @code{person3-name}
4738 function, for example, will simply be a synonym for @code{car} in
4739 this case.  By contrast, @code{person2-name} is able to verify
4740 that its argument is indeed a @code{person2} object before
4741 proceeding.
4743 @item :initial-offset
4744 The argument must be a nonnegative integer.  It specifies a
4745 number of slots to be left ``empty'' at the front of the
4746 structure.  If the structure is named, the tag appears at the
4747 specified position in the list or vector; otherwise, the first
4748 slot appears at that position.  Earlier positions are filled
4749 with @code{nil} by the constructors and ignored otherwise.  If
4750 the type @code{:include}s another type, then @code{:initial-offset}
4751 specifies a number of slots to be skipped between the last slot
4752 of the included type and the first new slot.
4753 @end table
4754 @end defspec
4756 Except as noted, the @code{defstruct} facility of this package is
4757 entirely compatible with that of Common Lisp.
4759 @iftex
4760 @chapno=23
4761 @end iftex
4763 @node Assertions, Efficiency Concerns, Structures, Top
4764 @chapter Assertions and Errors
4766 @noindent
4767 This section describes two macros that test @dfn{assertions}, i.e.,
4768 conditions which must be true if the program is operating correctly.
4769 Assertions never add to the behavior of a Lisp program; they simply
4770 make ``sanity checks'' to make sure everything is as it should be.
4772 If the optimization property @code{speed} has been set to 3, and
4773 @code{safety} is less than 3, then the byte-compiler will optimize
4774 away the following assertions.  Because assertions might be optimized
4775 away, it is a bad idea for them to include side-effects.
4777 @defspec assert test-form [show-args string args@dots{}]
4778 This form verifies that @var{test-form} is true (i.e., evaluates to
4779 a non-@code{nil} value).  If so, it returns @code{nil}.  If the test
4780 is not satisfied, @code{assert} signals an error.
4782 A default error message will be supplied which includes @var{test-form}.
4783 You can specify a different error message by including a @var{string}
4784 argument plus optional extra arguments.  Those arguments are simply
4785 passed to @code{error} to signal the error.
4787 If the optional second argument @var{show-args} is @code{t} instead
4788 of @code{nil}, then the error message (with or without @var{string})
4789 will also include all non-constant arguments of the top-level
4790 @var{form}.  For example:
4792 @example
4793 (assert (> x 10) t "x is too small: %d")
4794 @end example
4796 This usage of @var{show-args} is an extension to Common Lisp.  In
4797 true Common Lisp, the second argument gives a list of @var{places}
4798 which can be @code{setf}'d by the user before continuing from the
4799 error.  Since Emacs Lisp does not support continuable errors, it
4800 makes no sense to specify @var{places}.
4801 @end defspec
4803 @defspec check-type form type [string]
4804 This form verifies that @var{form} evaluates to a value of type
4805 @var{type}.  If so, it returns @code{nil}.  If not, @code{check-type}
4806 signals a @code{wrong-type-argument} error.  The default error message
4807 lists the erroneous value along with @var{type} and @var{form}
4808 themselves.  If @var{string} is specified, it is included in the
4809 error message in place of @var{type}.  For example:
4811 @example
4812 (check-type x (integer 1 *) "a positive integer")
4813 @end example
4815 @xref{Type Predicates}, for a description of the type specifiers
4816 that may be used for @var{type}.
4818 Note that in Common Lisp, the first argument to @code{check-type}
4819 must be a @var{place} suitable for use by @code{setf}, because
4820 @code{check-type} signals a continuable error that allows the
4821 user to modify @var{place}.
4822 @end defspec
4824 The following error-related macro is also defined:
4826 @defspec ignore-errors forms@dots{}
4827 This executes @var{forms} exactly like a @code{progn}, except that
4828 errors are ignored during the @var{forms}.  More precisely, if
4829 an error is signaled then @code{ignore-errors} immediately
4830 aborts execution of the @var{forms} and returns @code{nil}.
4831 If the @var{forms} complete successfully, @code{ignore-errors}
4832 returns the result of the last @var{form}.
4833 @end defspec
4835 @node Efficiency Concerns, Common Lisp Compatibility, Assertions, Top
4836 @appendix Efficiency Concerns
4838 @appendixsec Macros
4840 @noindent
4841 Many of the advanced features of this package, such as @code{defun*},
4842 @code{loop}, and @code{setf}, are implemented as Lisp macros.  In
4843 byte-compiled code, these complex notations will be expanded into
4844 equivalent Lisp code which is simple and efficient.  For example,
4845 the forms
4847 @example
4848 (incf i n)
4849 (push x (car p))
4850 @end example
4852 @noindent
4853 are expanded at compile-time to the Lisp forms
4855 @example
4856 (setq i (+ i n))
4857 (setcar p (cons x (car p)))
4858 @end example
4860 @noindent
4861 which are the most efficient ways of doing these respective operations
4862 in Lisp.  Thus, there is no performance penalty for using the more
4863 readable @code{incf} and @code{push} forms in your compiled code.
4865 @emph{Interpreted} code, on the other hand, must expand these macros
4866 every time they are executed.  For this reason it is strongly
4867 recommended that code making heavy use of macros be compiled.
4868 (The features labeled ``Special Form'' instead of ``Function'' in
4869 this manual are macros.)  A loop using @code{incf} a hundred times
4870 will execute considerably faster if compiled, and will also
4871 garbage-collect less because the macro expansion will not have
4872 to be generated, used, and thrown away a hundred times.
4874 You can find out how a macro expands by using the
4875 @code{cl-prettyexpand} function.
4877 @defun cl-prettyexpand form &optional full
4878 This function takes a single Lisp form as an argument and inserts
4879 a nicely formatted copy of it in the current buffer (which must be
4880 in Lisp mode so that indentation works properly).  It also expands
4881 all Lisp macros which appear in the form.  The easiest way to use
4882 this function is to go to the @code{*scratch*} buffer and type, say,
4884 @example
4885 (cl-prettyexpand '(loop for x below 10 collect x))
4886 @end example
4888 @noindent
4889 and type @kbd{C-x C-e} immediately after the closing parenthesis;
4890 the expansion
4892 @example
4893 (block nil
4894   (let* ((x 0)
4895          (G1004 nil))
4896     (while (< x 10)
4897       (setq G1004 (cons x G1004))
4898       (setq x (+ x 1)))
4899     (nreverse G1004)))
4900 @end example
4902 @noindent
4903 will be inserted into the buffer.  (The @code{block} macro is
4904 expanded differently in the interpreter and compiler, so
4905 @code{cl-prettyexpand} just leaves it alone.  The temporary
4906 variable @code{G1004} was created by @code{gensym}.)
4908 If the optional argument @var{full} is true, then @emph{all}
4909 macros are expanded, including @code{block}, @code{eval-when},
4910 and compiler macros.  Expansion is done as if @var{form} were
4911 a top-level form in a file being compiled.  For example,
4913 @example
4914 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list))
4915      @print{} (setq list (adjoin 'x list))
4916 (cl-prettyexpand '(pushnew 'x list) t)
4917      @print{} (setq list (if (memq 'x list) list (cons 'x list)))
4918 (cl-prettyexpand '(caddr (member* 'a list)) t)
4919      @print{} (car (cdr (cdr (memq 'a list))))
4920 @end example
4922 Note that @code{adjoin}, @code{caddr}, and @code{member*} all
4923 have built-in compiler macros to optimize them in common cases.
4924 @end defun
4926 @ifinfo
4927 @example
4929 @end example
4930 @end ifinfo
4931 @appendixsec Error Checking
4933 @noindent
4934 Common Lisp compliance has in general not been sacrificed for the
4935 sake of efficiency.  A few exceptions have been made for cases
4936 where substantial gains were possible at the expense of marginal
4937 incompatibility.
4939 The Common Lisp standard (as embodied in Steele's book) uses the
4940 phrase ``it is an error if'' to indicate a situation which is not
4941 supposed to arise in complying programs; implementations are strongly
4942 encouraged but not required to signal an error in these situations.
4943 This package sometimes omits such error checking in the interest of
4944 compactness and efficiency.  For example, @code{do} variable
4945 specifiers are supposed to be lists of one, two, or three forms;
4946 extra forms are ignored by this package rather than signaling a
4947 syntax error.  The @code{endp} function is simply a synonym for
4948 @code{null} in this package.  Functions taking keyword arguments
4949 will accept an odd number of arguments, treating the trailing
4950 keyword as if it were followed by the value @code{nil}.
4952 Argument lists (as processed by @code{defun*} and friends)
4953 @emph{are} checked rigorously except for the minor point just
4954 mentioned; in particular, keyword arguments are checked for
4955 validity, and @code{&allow-other-keys} and @code{:allow-other-keys}
4956 are fully implemented.  Keyword validity checking is slightly
4957 time consuming (though not too bad in byte-compiled code);
4958 you can use @code{&allow-other-keys} to omit this check.  Functions
4959 defined in this package such as @code{find} and @code{member*}
4960 do check their keyword arguments for validity.
4962 @ifinfo
4963 @example
4965 @end example
4966 @end ifinfo
4967 @appendixsec Optimizing Compiler
4969 @noindent
4970 Use of the optimizing Emacs compiler is highly recommended; many of the Common
4971 Lisp macros emit
4972 code which can be improved by optimization.  In particular,
4973 @code{block}s (whether explicit or implicit in constructs like
4974 @code{defun*} and @code{loop}) carry a fair run-time penalty; the
4975 optimizing compiler removes @code{block}s which are not actually
4976 referenced by @code{return} or @code{return-from} inside the block.
4978 @node Common Lisp Compatibility, Old CL Compatibility, Efficiency Concerns, Top
4979 @appendix Common Lisp Compatibility
4981 @noindent
4982 Following is a list of all known incompatibilities between this
4983 package and Common Lisp as documented in Steele (2nd edition).
4985 Certain function names, such as @code{member}, @code{assoc}, and
4986 @code{floor}, were already taken by (incompatible) Emacs Lisp
4987 functions; this package appends @samp{*} to the names of its
4988 Common Lisp versions of these functions.
4990 The word @code{defun*} is required instead of @code{defun} in order
4991 to use extended Common Lisp argument lists in a function.  Likewise,
4992 @code{defmacro*} and @code{function*} are versions of those forms
4993 which understand full-featured argument lists.  The @code{&whole}
4994 keyword does not work in @code{defmacro} argument lists (except
4995 inside recursive argument lists).
4997 The @code{eql} and @code{equal} predicates do not distinguish
4998 between IEEE floating-point plus and minus zero.  The @code{equalp}
4999 predicate has several differences with Common Lisp; @pxref{Predicates}.
5001 The @code{setf} mechanism is entirely compatible, except that
5002 setf-methods return a list of five values rather than five
5003 values directly.  Also, the new ``@code{setf} function'' concept
5004 (typified by @code{(defun (setf foo) @dots{})}) is not implemented.
5006 The @code{do-all-symbols} form is the same as @code{do-symbols}
5007 with no @var{obarray} argument.  In Common Lisp, this form would
5008 iterate over all symbols in all packages.  Since Emacs obarrays
5009 are not a first-class package mechanism, there is no way for
5010 @code{do-all-symbols} to locate any but the default obarray.
5012 The @code{loop} macro is complete except that @code{loop-finish}
5013 and type specifiers are unimplemented.
5015 The multiple-value return facility treats lists as multiple
5016 values, since Emacs Lisp cannot support multiple return values
5017 directly.  The macros will be compatible with Common Lisp if
5018 @code{values} or @code{values-list} is always used to return to
5019 a @code{multiple-value-bind} or other multiple-value receiver;
5020 if @code{values} is used without @code{multiple-value-@dots{}}
5021 or vice-versa the effect will be different from Common Lisp.
5023 Many Common Lisp declarations are ignored, and others match
5024 the Common Lisp standard in concept but not in detail.  For
5025 example, local @code{special} declarations, which are purely
5026 advisory in Emacs Lisp, do not rigorously obey the scoping rules
5027 set down in Steele's book.
5029 The variable @code{*gensym-counter*} starts out with a pseudo-random
5030 value rather than with zero.  This is to cope with the fact that
5031 generated symbols become interned when they are written to and
5032 loaded back from a file.
5034 The @code{defstruct} facility is compatible, except that structures
5035 are of type @code{:type vector :named} by default rather than some
5036 special, distinct type.  Also, the @code{:type} slot option is ignored.
5038 The second argument of @code{check-type} is treated differently.
5040 @node Old CL Compatibility, Porting Common Lisp, Common Lisp Compatibility, Top
5041 @appendix Old CL Compatibility
5043 @noindent
5044 Following is a list of all known incompatibilities between this package
5045 and the older Quiroz @file{cl.el} package.
5047 This package's emulation of multiple return values in functions is
5048 incompatible with that of the older package.  That package attempted
5049 to come as close as possible to true Common Lisp multiple return
5050 values; unfortunately, it could not be 100% reliable and so was prone
5051 to occasional surprises if used freely.  This package uses a simpler
5052 method, namely replacing multiple values with lists of values, which
5053 is more predictable though more noticeably different from Common Lisp.
5055 The @code{defkeyword} form and @code{keywordp} function are not
5056 implemented in this package.
5058 The @code{member}, @code{floor}, @code{ceiling}, @code{truncate},
5059 @code{round}, @code{mod}, and @code{rem} functions are suffixed
5060 by @samp{*} in this package to avoid collision with existing
5061 functions in Emacs.  The older package simply
5062 redefined these functions, overwriting the built-in meanings and
5063 causing serious portability problems.  (Some more
5064 recent versions of the Quiroz package changed the names to
5065 @code{cl-member}, etc.; this package defines the latter names as
5066 aliases for @code{member*}, etc.)
5068 Certain functions in the old package which were buggy or inconsistent
5069 with the Common Lisp standard are incompatible with the conforming
5070 versions in this package.  For example, @code{eql} and @code{member}
5071 were synonyms for @code{eq} and @code{memq} in that package, @code{setf}
5072 failed to preserve correct order of evaluation of its arguments, etc.
5074 Finally, unlike the older package, this package is careful to
5075 prefix all of its internal names with @code{cl-}.  Except for a
5076 few functions which are explicitly defined as additional features
5077 (such as @code{floatp-safe} and @code{letf}), this package does not
5078 export any non-@samp{cl-} symbols which are not also part of Common
5079 Lisp.
5081 @ifinfo
5082 @example
5084 @end example
5085 @end ifinfo
5086 @appendixsec The @code{cl-compat} package
5088 @noindent
5089 The @dfn{CL} package includes emulations of some features of the
5090 old @file{cl.el}, in the form of a compatibility package
5091 @code{cl-compat}.  To use it, put @code{(require 'cl-compat)} in
5092 your program.
5094 The old package defined a number of internal routines without
5095 @code{cl-} prefixes or other annotations.  Call to these routines
5096 may have crept into existing Lisp code.  @code{cl-compat}
5097 provides emulations of the following internal routines:
5098 @code{pair-with-newsyms}, @code{zip-lists}, @code{unzip-lists},
5099 @code{reassemble-arglists}, @code{duplicate-symbols-p},
5100 @code{safe-idiv}.
5102 Some @code{setf} forms translated into calls to internal
5103 functions that user code might call directly.  The functions
5104 @code{setnth}, @code{setnthcdr}, and @code{setelt} fall in
5105 this category; they are defined by @code{cl-compat}, but the
5106 best fix is to change to use @code{setf} properly.
5108 The @code{cl-compat} file defines the keyword functions
5109 @code{keywordp}, @code{keyword-of}, and @code{defkeyword},
5110 which are not defined by the new @dfn{CL} package because the
5111 use of keywords as data is discouraged.
5113 The @code{build-klist} mechanism for parsing keyword arguments
5114 is emulated by @code{cl-compat}; the @code{with-keyword-args}
5115 macro is not, however, and in any case it's best to change to
5116 use the more natural keyword argument processing offered by
5117 @code{defun*}.
5119 Multiple return values are treated differently by the two
5120 Common Lisp packages.  The old package's method was more
5121 compatible with true Common Lisp, though it used heuristics
5122 that caused it to report spurious multiple return values in
5123 certain cases.  The @code{cl-compat} package defines a set
5124 of multiple-value macros that are compatible with the old
5125 CL package; again, they are heuristic in nature, but they
5126 are guaranteed to work in any case where the old package's
5127 macros worked.  To avoid name collision with the ``official''
5128 multiple-value facilities, the ones in @code{cl-compat} have
5129 capitalized names:  @code{Values}, @code{Values-list},
5130 @code{Multiple-value-bind}, etc.
5132 The functions @code{cl-floor}, @code{cl-ceiling}, @code{cl-truncate},
5133 and @code{cl-round} are defined by @code{cl-compat} to use the
5134 old-style multiple-value mechanism, just as they did in the old
5135 package.  The newer @code{floor*} and friends return their two
5136 results in a list rather than as multiple values.  Note that
5137 older versions of the old package used the unadorned names
5138 @code{floor}, @code{ceiling}, etc.; @code{cl-compat} cannot use
5139 these names because they conflict with Emacs built-ins.
5141 @node Porting Common Lisp, Function Index, Old CL Compatibility, Top
5142 @appendix Porting Common Lisp
5144 @noindent
5145 This package is meant to be used as an extension to Emacs Lisp,
5146 not as an Emacs implementation of true Common Lisp.  Some of the
5147 remaining differences between Emacs Lisp and Common Lisp make it
5148 difficult to port large Common Lisp applications to Emacs.  For
5149 one, some of the features in this package are not fully compliant
5150 with ANSI or Steele; @pxref{Common Lisp Compatibility}.  But there
5151 are also quite a few features that this package does not provide
5152 at all.  Here are some major omissions that you will want to watch out
5153 for when bringing Common Lisp code into Emacs.
5155 @itemize @bullet
5156 @item
5157 Case-insensitivity.  Symbols in Common Lisp are case-insensitive
5158 by default.  Some programs refer to a function or variable as
5159 @code{foo} in one place and @code{Foo} or @code{FOO} in another.
5160 Emacs Lisp will treat these as three distinct symbols.
5162 Some Common Lisp code is written entirely in upper case.  While Emacs
5163 is happy to let the program's own functions and variables use
5164 this convention, calls to Lisp builtins like @code{if} and
5165 @code{defun} will have to be changed to lower case.
5167 @item
5168 Lexical scoping.  In Common Lisp, function arguments and @code{let}
5169 bindings apply only to references physically within their bodies
5170 (or within macro expansions in their bodies).  Emacs Lisp, by
5171 contrast, uses @dfn{dynamic scoping} wherein a binding to a
5172 variable is visible even inside functions called from the body.
5174 Variables in Common Lisp can be made dynamically scoped by
5175 declaring them @code{special} or using @code{defvar}.  In Emacs
5176 Lisp it is as if all variables were declared @code{special}.
5178 Often you can use code that was written for lexical scoping
5179 even in a dynamically scoped Lisp, but not always.  Here is
5180 an example of a Common Lisp code fragment that would fail in
5181 Emacs Lisp:
5183 @example
5184 (defun map-odd-elements (func list)
5185   (loop for x in list
5186         for flag = t then (not flag)
5187         collect (if flag x (funcall func x))))
5189 (defun add-odd-elements (list x)
5190   (map-odd-elements (lambda (a) (+ a x))) list)
5191 @end example
5193 @noindent
5194 In Common Lisp, the two functions' usages of @code{x} are completely
5195 independent.  In Emacs Lisp, the binding to @code{x} made by
5196 @code{add-odd-elements} will have been hidden by the binding
5197 in @code{map-odd-elements} by the time the @code{(+ a x)} function
5198 is called.
5200 (This package avoids such problems in its own mapping functions
5201 by using names like @code{cl-x} instead of @code{x} internally;
5202 as long as you don't use the @code{cl-} prefix for your own
5203 variables no collision can occur.)
5205 @xref{Lexical Bindings}, for a description of the @code{lexical-let}
5206 form which establishes a Common Lisp-style lexical binding, and some
5207 examples of how it differs from Emacs' regular @code{let}.
5209 @item
5210 Reader macros.  Common Lisp includes a second type of macro that
5211 works at the level of individual characters.  For example, Common
5212 Lisp implements the quote notation by a reader macro called @code{'},
5213 whereas Emacs Lisp's parser just treats quote as a special case.
5214 Some Lisp packages use reader macros to create special syntaxes
5215 for themselves, which the Emacs parser is incapable of reading.
5217 The lack of reader macros, incidentally, is the reason behind
5218 Emacs Lisp's unusual backquote syntax.  Since backquotes are
5219 implemented as a Lisp package and not built-in to the Emacs
5220 parser, they are forced to use a regular macro named @code{`}
5221 which is used with the standard function/macro call notation.
5223 @item
5224 Other syntactic features.  Common Lisp provides a number of
5225 notations beginning with @code{#} that the Emacs Lisp parser
5226 won't understand.  For example, @samp{#| ... |#} is an
5227 alternate comment notation, and @samp{#+lucid (foo)} tells
5228 the parser to ignore the @code{(foo)} except in Lucid Common
5229 Lisp.
5231 @item
5232 Packages.  In Common Lisp, symbols are divided into @dfn{packages}.
5233 Symbols that are Lisp built-ins are typically stored in one package;
5234 symbols that are vendor extensions are put in another, and each
5235 application program would have a package for its own symbols.
5236 Certain symbols are ``exported'' by a package and others are
5237 internal; certain packages ``use'' or import the exported symbols
5238 of other packages.  To access symbols that would not normally be
5239 visible due to this importing and exporting, Common Lisp provides
5240 a syntax like @code{package:symbol} or @code{package::symbol}.
5242 Emacs Lisp has a single namespace for all interned symbols, and
5243 then uses a naming convention of putting a prefix like @code{cl-}
5244 in front of the name.  Some Emacs packages adopt the Common Lisp-like
5245 convention of using @code{cl:} or @code{cl::} as the prefix.
5246 However, the Emacs parser does not understand colons and just
5247 treats them as part of the symbol name.  Thus, while @code{mapcar}
5248 and @code{lisp:mapcar} may refer to the same symbol in Common
5249 Lisp, they are totally distinct in Emacs Lisp.  Common Lisp
5250 programs which refer to a symbol by the full name sometimes
5251 and the short name other times will not port cleanly to Emacs.
5253 Emacs Lisp does have a concept of ``obarrays,'' which are
5254 package-like collections of symbols, but this feature is not
5255 strong enough to be used as a true package mechanism.
5257 @item
5258 The @code{format} function is quite different between Common
5259 Lisp and Emacs Lisp.  It takes an additional ``destination''
5260 argument before the format string.  A destination of @code{nil}
5261 means to format to a string as in Emacs Lisp; a destination
5262 of @code{t} means to write to the terminal (similar to
5263 @code{message} in Emacs).  Also, format control strings are
5264 utterly different; @code{~} is used instead of @code{%} to
5265 introduce format codes, and the set of available codes is
5266 much richer.  There are no notations like @code{\n} for
5267 string literals; instead, @code{format} is used with the
5268 ``newline'' format code, @code{~%}.  More advanced formatting
5269 codes provide such features as paragraph filling, case
5270 conversion, and even loops and conditionals.
5272 While it would have been possible to implement most of Common
5273 Lisp @code{format} in this package (under the name @code{format*},
5274 of course), it was not deemed worthwhile.  It would have required
5275 a huge amount of code to implement even a decent subset of
5276 @code{format*}, yet the functionality it would provide over
5277 Emacs Lisp's @code{format} would rarely be useful.
5279 @item
5280 Vector constants use square brackets in Emacs Lisp, but
5281 @code{#(a b c)} notation in Common Lisp.  To further complicate
5282 matters, Emacs has its own @code{#(} notation for
5283 something entirely different---strings with properties.
5285 @item
5286 Characters are distinct from integers in Common Lisp.  The
5287 notation for character constants is also different:  @code{#\A}
5288 instead of @code{?A}.  Also, @code{string=} and @code{string-equal}
5289 are synonyms in Emacs Lisp whereas the latter is case-insensitive
5290 in Common Lisp.
5292 @item
5293 Data types.  Some Common Lisp data types do not exist in Emacs
5294 Lisp.  Rational numbers and complex numbers are not present,
5295 nor are large integers (all integers are ``fixnums'').  All
5296 arrays are one-dimensional.  There are no readtables or pathnames;
5297 streams are a set of existing data types rather than a new data
5298 type of their own.  Hash tables, random-states, structures, and
5299 packages (obarrays) are built from Lisp vectors or lists rather
5300 than being distinct types.
5302 @item
5303 The Common Lisp Object System (CLOS) is not implemented,
5304 nor is the Common Lisp Condition System.  However, the EIEIO package
5305 from @uref{ftp://ftp.ultranet.com/pub/zappo} does implement some
5306 CLOS functionality.
5308 @item
5309 Common Lisp features that are completely redundant with Emacs
5310 Lisp features of a different name generally have not been
5311 implemented.  For example, Common Lisp writes @code{defconstant}
5312 where Emacs Lisp uses @code{defconst}.  Similarly, @code{make-list}
5313 takes its arguments in different ways in the two Lisps but does
5314 exactly the same thing, so this package has not bothered to
5315 implement a Common Lisp-style @code{make-list}.
5317 @item
5318 A few more notable Common Lisp features not included in this
5319 package:  @code{compiler-let}, @code{tagbody}, @code{prog},
5320 @code{ldb/dpb}, @code{parse-integer}, @code{cerror}.
5322 @item
5323 Recursion.  While recursion works in Emacs Lisp just like it
5324 does in Common Lisp, various details of the Emacs Lisp system
5325 and compiler make recursion much less efficient than it is in
5326 most Lisps.  Some schools of thought prefer to use recursion
5327 in Lisp over other techniques; they would sum a list of
5328 numbers using something like
5330 @example
5331 (defun sum-list (list)
5332   (if list
5333       (+ (car list) (sum-list (cdr list)))
5334     0))
5335 @end example
5337 @noindent
5338 where a more iteratively-minded programmer might write one of
5339 these forms:
5341 @example
5342 (let ((total 0)) (dolist (x my-list) (incf total x)) total)
5343 (loop for x in my-list sum x)
5344 @end example
5346 While this would be mainly a stylistic choice in most Common Lisps,
5347 in Emacs Lisp you should be aware that the iterative forms are
5348 much faster than recursion.  Also, Lisp programmers will want to
5349 note that the current Emacs Lisp compiler does not optimize tail
5350 recursion.
5351 @end itemize
5353 @node Function Index, Variable Index, Porting Common Lisp, Top
5354 @unnumbered Function Index
5356 @printindex fn
5358 @node Variable Index,  , Function Index, Top
5359 @unnumbered Variable Index
5361 @printindex vr
5363 @setchapternewpage odd
5364 @contents
5365 @bye
5367 @ignore
5368    arch-tag: b61e7200-3bfa-4a70-a9d3-095e152696f8
5369 @end ignore