(po-find-charset): White space at the start of the Content-Type field body is
[emacs/old-mirror.git] / lispref / functions.texi
blob9ffb6561b239ed23ae878e084d9a870d9ca68b03
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
6 @setfilename ../info/functions
7 @node Functions, Macros, Variables, Top
8 @chapter Functions
10   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
11 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
12 define them.
14 @menu
15 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
16 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
17 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
18 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
19 * Calling Functions::     How to use an existing function.
20 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
21 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.
22 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
23                             of a symbol.
24 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
25 * Function Safety::       Determining whether a function is safe to call.
26 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
27                             that have a special bearing on how functions work.
28 @end menu
30 @node What Is a Function
31 @section What Is a Function?
33   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
34 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
35 computation is called the value of the function.  The computation can
36 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
37 the contents of data structures.
39   Here are important terms for functions in Emacs Lisp and for other
40 function-like objects.
42 @table @dfn
43 @item function
44 @cindex function
45 In Emacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
46 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
47 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
48 macros are not functions.
50 @item primitive
51 @cindex primitive
52 @cindex subr
53 @cindex built-in function
54 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
55 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
56 @dfn{built-in} functions or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
57 considered primitives.)
59 Usually the reason we implement a function as a primitive is either
60 because it is fundamental, because it provides a low-level interface
61 to operating system services, or because it needs to run fast.
62 Primitives can be modified or added only by changing the C sources and
63 recompiling the editor.  See @ref{Writing Emacs Primitives}.
65 @item lambda expression
66 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
67 These are described in the following section.
68 @ifnottex
69 @xref{Lambda Expressions}.
70 @end ifnottex
72 @item special form
73 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
74 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
75 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
76 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
77 Structures}.
79 @item macro
80 @cindex macro
81 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
82 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
83 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
84 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
85 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
86 use macros.
88 @item command
89 @cindex command
90 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
91 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
92 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
93 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
94 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
95 the fact that the function is a command makes no difference.
97 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
98 they are not functions.  A symbol is a command if its function
99 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
100 The symbol is a function as well if the definition is a function.
101 @xref{Command Overview}.
103 @item keystroke command
104 @cindex keystroke command
105 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
106 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
107 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
108 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
110 @item byte-code function
111 A @dfn{byte-code function} is a function that has been compiled by the
112 byte compiler.  @xref{Byte-Code Type}.
113 @end table
115 @defun functionp object
116 This function returns @code{t} if @var{object} is any kind of function,
117 or a special form or macro.
118 @end defun
120 @defun subrp object
121 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
122 (i.e., a Lisp primitive).
124 @example
125 @group
126 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
127      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
128 @end group
129 @group
130 (subrp (symbol-function 'message))
131      @result{} t
132 @end group
133 @end example
134 @end defun
136 @defun byte-code-function-p object
137 This function returns @code{t} if @var{object} is a byte-code
138 function.  For example:
140 @example
141 @group
142 (byte-code-function-p (symbol-function 'next-line))
143      @result{} t
144 @end group
145 @end example
146 @end defun
148 @defun subr-arity subr
149 @tindex subr-arity
150 This function provides information about the argument list of a
151 primitive, @var{subr}.  The returned value is a pair
152 @code{(@var{min} . @var{max})}.  @var{min} is the minimum number of
153 args.  @var{max} is the maximum number or the symbol @code{many}, for a
154 function with @code{&rest} arguments, or the symbol @code{unevalled} if
155 @var{subr} is a special form.
156 @end defun
158 @node Lambda Expressions
159 @section Lambda Expressions
160 @cindex lambda expression
162   A function written in Lisp is a list that looks like this:
164 @example
165 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
166   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
167   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
168   @var{body-forms}@dots{})
169 @end example
171 @noindent
172 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In Emacs Lisp, it
173 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
174 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
175 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
176 expression, but to be called as a function.
178 @menu
179 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
180 * Simple Lambda::           A simple example.
181 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
182 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
183 @end menu
185 @node Lambda Components
186 @subsection Components of a Lambda Expression
188 @ifnottex
190   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
191 looks like this:
193 @example
194 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
195   [@var{documentation-string}]
196   [@var{interactive-declaration}]
197   @var{body-forms}@dots{})
198 @end example
199 @end ifnottex
201 @cindex lambda list
202   The first element of a lambda expression is always the symbol
203 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
204 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
205 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
206 functions.
208   The second element is a list of symbols---the argument variable names.
209 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
210 the argument values are matched up against the variables in the lambda
211 list, which are given local bindings with the values provided.
212 @xref{Local Variables}.
214   The documentation string is a Lisp string object placed within the
215 function definition to describe the function for the Emacs help
216 facilities.  @xref{Function Documentation}.
218   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
219 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
220 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
221 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
222 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
223 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
224 declaration.
226 @cindex body of function
227   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
228 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
229 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
230 function is the value returned by the last element of the body.
232 @node Simple Lambda
233 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
235   Consider for example the following function:
237 @example
238 (lambda (a b c) (+ a b c))
239 @end example
241 @noindent
242 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
243 expression, like this:
245 @example
246 @group
247 ((lambda (a b c) (+ a b c))
248  1 2 3)
249 @end group
250 @end example
252 @noindent
253 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
254 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
255 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
256 therefore, this call to the function returns the value 6.
258   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
259 this example:
261 @example
262 @group
263 ((lambda (a b c) (+ a b c))
264  1 (* 2 3) (- 5 4))
265 @end group
266 @end example
268 @noindent
269 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
270 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
271 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
273   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
274 a form in this way.  You can get the same result, of making local
275 variables and giving them values, using the special form @code{let}
276 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
277 In practice, lambda expressions are either stored as the function
278 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
279 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
281   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
282 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
283 that time, they were the only way to bind and initialize local
284 variables.
286 @node Argument List
287 @subsection Other Features of Argument Lists
288 @kindex wrong-number-of-arguments
289 @cindex argument binding
290 @cindex binding arguments
292   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
293 specifies three argument variables, so it must be called with three
294 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
295 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
297   It is often convenient to write a function that allows certain
298 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
299 accepts three arguments---a string, the start index and the end
300 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
301 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
302 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
303 and @code{+} do.
305 @cindex optional arguments
306 @cindex rest arguments
307 @kindex &optional
308 @kindex &rest
309   To specify optional arguments that may be omitted when a function
310 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
311 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
312 keyword @code{&rest} before one final argument.
314   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
316 @example
317 @group
318 (@var{required-vars}@dots{}
319  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
320  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
321 @end group
322 @end example
324 @noindent
325 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
326 clauses, and the variables that follow them, are optional.
328   A call to the function requires one actual argument for each of the
329 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
330 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
331 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
332 be any number of extra actual arguments.
334   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
335 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
336 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
337 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
338 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
339 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
340 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
342 @cindex CL note---default optional arg
343 @quotation
344 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
345 default value to use when an optional argument is omitted; Emacs Lisp
346 always uses @code{nil}.  Emacs Lisp does not support ``supplied-p''
347 variables that tell you whether an argument was explicitly passed.
348 @end quotation
350   For example, an argument list that looks like this:
352 @example
353 (a b &optional c d &rest e)
354 @end example
356 @noindent
357 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
358 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
359 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
360 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
361 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
362 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
363 is @code{nil}.
365   There is no way to have required arguments following optional
366 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
367 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
368 Suppose three actual arguments are given; which variable would the
369 third argument be for?  Would it be used for the @var{c}, or for
370 @var{d}?  One can argue for both possibilities.  Similarly, it makes
371 no sense to have any more arguments (either required or optional)
372 after a @code{&rest} argument.
374   Here are some examples of argument lists and proper calls:
376 @smallexample
377 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
378  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
379      @result{} 2
380 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
381          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
382  1 2)
383      @result{} 3
384 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
385          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
386  1 2 3 4 5)
387      @result{} 15
388 @end smallexample
390 @node Function Documentation
391 @subsection Documentation Strings of Functions
392 @cindex documentation of function
394   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
395 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
396 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
397 actually appears inside the Lisp world and can be used by the Emacs help
398 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
399 accessed.
401   It is a good idea to provide documentation strings for all the
402 functions in your program, even those that are called only from within
403 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
404 are easier to access.
406   The first line of the documentation string should stand on its own,
407 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
408 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
410   The start of the documentation string is usually indented in the source file,
411 but since these spaces come before the starting double-quote, they are not part of
412 the string.  Some people make a practice of indenting any additional
413 lines of the string so that the text lines up in the program source.
414 @emph{This is a mistake.}  The indentation of the following lines is
415 inside the string; what looks nice in the source code will look ugly
416 when displayed by the help commands.
418   You may wonder how the documentation string could be optional, since
419 there are required components of the function that follow it (the body).
420 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
421 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
422 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
423 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
424 as the return value and as the documentation.
426 @node Function Names
427 @section Naming a Function
428 @cindex function definition
429 @cindex named function
430 @cindex function name
432   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
433 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
434 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
435 @code{lambda}, a byte-code function object, or a primitive subr-object.
437   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
438 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
439 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
440 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
441 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
442 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
443 symbol's function definition in place of the symbol is called
444 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
446   In practice, nearly all functions are given names in this way and
447 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
448 as a function and does what it does because the primitive subr-object
449 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
451   We give functions names because it is convenient to refer to them by
452 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
453 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
454 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
455 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
456 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
457 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
458 more convenient than making the function definition point to itself
459 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
460 practice).
462   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
463 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
464 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
465 subr-object that is its function definition.  For most purposes, there
466 is no need to distinguish.
468   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
469 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
470 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
471 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
472 equally well a name for the same function.
474   A symbol used as a function name may also be used as a variable; these
475 two uses of a symbol are independent and do not conflict.  (Some Lisp
476 dialects, such as Scheme, do not distinguish between a symbol's value
477 and its function definition; a symbol's value as a variable is also its
478 function definition.)  If you have not given a symbol a function
479 definition, you cannot use it as a function; whether the symbol has a
480 value as a variable makes no difference to this.
482 @node Defining Functions
483 @section Defining Functions
484 @cindex defining a function
486   We usually give a name to a function when it is first created.  This
487 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
488 @code{defun} special form.
490 @defspec defun name argument-list body-forms
491 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
492 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
494 @example
495 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
496 @end example
498 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
499 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
500 value.
502 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
503 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
504 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two of the
505 @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
506 declaration.
508 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
509 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
510 cell.  @xref{Symbol Components}.
512 Here are some examples:
514 @example
515 @group
516 (defun foo () 5)
517      @result{} foo
518 @end group
519 @group
520 (foo)
521      @result{} 5
522 @end group
524 @group
525 (defun bar (a &optional b &rest c)
526     (list a b c))
527      @result{} bar
528 @end group
529 @group
530 (bar 1 2 3 4 5)
531      @result{} (1 2 (3 4 5))
532 @end group
533 @group
534 (bar 1)
535      @result{} (1 nil nil)
536 @end group
537 @group
538 (bar)
539 @error{} Wrong number of arguments.
540 @end group
542 @group
543 (defun capitalize-backwards ()
544   "Upcase the last letter of a word."
545   (interactive)
546   (backward-word 1)
547   (forward-word 1)
548   (backward-char 1)
549   (capitalize-word 1))
550      @result{} capitalize-backwards
551 @end group
552 @end example
554 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
555 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
556 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
557 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
558 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
559 @end defspec
561 @defun defalias name definition
562 This special form defines the symbol @var{name} as a function, with
563 definition @var{definition} (which can be any valid Lisp function).
565 The proper place to use @code{defalias} is where a specific function
566 name is being defined---especially where that name appears explicitly in
567 the source file being loaded.  This is because @code{defalias} records
568 which file defined the function, just like @code{defun}
569 (@pxref{Unloading}).
571 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
572 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
573 records.
574 @end defun
576   You cannot create a new primitive function with @code{defun} or
577 @code{defalias}, but you use them to change the function definition of
578 any symbol, even one such as @code{car} or @code{x-popup-menu} whose
579 normal definition is a primitive.  However, this is risky: for
580 instance, it is next to impossible to redefine @code{car} without
581 breaking Lisp completely.  Redefining an obscure function such as
582 @code{x-popup-menu} is less dangerous, but it still may not work as
583 you expect.  If there are calls to the primitive from C code, they
584 call the primitive's C definition directly, so changing the symbol's
585 definition will have no effect on them.
587   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
588 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
590 @node Calling Functions
591 @section Calling Functions
592 @cindex function invocation
593 @cindex calling a function
595   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
596 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
597 function is also known as @dfn{invocation}.
599   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
600 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
601 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
602 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
604   When you write a list as an expression in your program, the function
605 name it calls is written in your program.  This means that you choose
606 which function to call, and how many arguments to give it, when you
607 write the program.  Usually that's just what you want.  Occasionally you
608 need to compute at run time which function to call.  To do that, use the
609 function @code{funcall}.  When you also need to determine at run time
610 how many arguments to pass, use @code{apply}.
612 @defun funcall function &rest arguments
613 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
614 whatever @var{function} returns.
616 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
617 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
618 means that you can use any expression to obtain the function to be
619 called.  It also means that @code{funcall} does not see the expressions
620 you write for the @var{arguments}, only their values.  These values are
621 @emph{not} evaluated a second time in the act of calling @var{function};
622 @code{funcall} enters the normal procedure for calling a function at the
623 place where the arguments have already been evaluated.
625 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
626 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
627 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
628 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
629 above, it never knows them in the first place.
631 @example
632 @group
633 (setq f 'list)
634      @result{} list
635 @end group
636 @group
637 (funcall f 'x 'y 'z)
638      @result{} (x y z)
639 @end group
640 @group
641 (funcall f 'x 'y '(z))
642      @result{} (x y (z))
643 @end group
644 @group
645 (funcall 'and t nil)
646 @error{} Invalid function: #<subr and>
647 @end group
648 @end example
650 Compare these examples with the examples of @code{apply}.
651 @end defun
653 @defun apply function &rest arguments
654 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
655 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
656 list of objects, which are passed to @var{function} as separate
657 arguments, rather than a single list.  We say that @code{apply}
658 @dfn{spreads} this list so that each individual element becomes an
659 argument.
661 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
662 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
663 primitive function; special forms and macros do not make sense in
664 @code{apply}.
666 @example
667 @group
668 (setq f 'list)
669      @result{} list
670 @end group
671 @group
672 (apply f 'x 'y 'z)
673 @error{} Wrong type argument: listp, z
674 @end group
675 @group
676 (apply '+ 1 2 '(3 4))
677      @result{} 10
678 @end group
679 @group
680 (apply '+ '(1 2 3 4))
681      @result{} 10
682 @end group
684 @group
685 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
686      @result{} (a b c x y z)
687 @end group
688 @end example
690 For an interesting example of using @code{apply}, see the description of
691 @code{mapcar}, in @ref{Mapping Functions}.
692 @end defun
694 @cindex functionals
695   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
696 find them in data structures (especially in hook variables and property
697 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
698 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
700   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
701 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
702 function:
704 @defun identity arg
705 This function returns @var{arg} and has no side effects.
706 @end defun
708 @defun ignore &rest args
709 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
710 @end defun
712 @node Mapping Functions
713 @section Mapping Functions
714 @cindex mapping functions
716   A @dfn{mapping function} applies a given function to each element of a
717 list or other collection.  Emacs Lisp has several such functions;
718 @code{mapcar} and @code{mapconcat}, which scan a list, are described
719 here.  @xref{Creating Symbols}, for the function @code{mapatoms} which
720 maps over the symbols in an obarray.  @xref{Hash Access}, for the
721 function @code{maphash} which maps over key/value associations in a
722 hash table.
724   These mapping functions do not allow char-tables because a char-table
725 is a sparse array whose nominal range of indices is very large.  To map
726 over a char-table in a way that deals properly with its sparse nature,
727 use the function @code{map-char-table} (@pxref{Char-Tables}).
729 @defun mapcar function sequence
730 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
731 in turn, and returns a list of the results.
733 The argument @var{sequence} can be any kind of sequence except a
734 char-table; that is, a list, a vector, a bool-vector, or a string.  The
735 result is always a list.  The length of the result is the same as the
736 length of @var{sequence}.
738 @smallexample
739 @group
740 @exdent @r{For example:}
742 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
743      @result{} (a c e)
744 (mapcar '1+ [1 2 3])
745      @result{} (2 3 4)
746 (mapcar 'char-to-string "abc")
747      @result{} ("a" "b" "c")
748 @end group
750 @group
751 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
752 (mapcar 'funcall my-hooks)
753 @end group
755 @group
756 (defun mapcar* (function &rest args)
757   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
758 Return the list of results."
759   ;; @r{If no list is exhausted,}
760   (if (not (memq 'nil args))
761       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
762       (cons (apply function (mapcar 'car args))
763             (apply 'mapcar* function
764                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
765                    (mapcar 'cdr args)))))
766 @end group
768 @group
769 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
770      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
771 @end group
772 @end smallexample
773 @end defun
775 @defun mapc function sequence
776 @tindex mapc
777 @code{mapc} is like @code{mapcar} except that @var{function} is used for
778 side-effects only---the values it returns are ignored, not collected
779 into a list.  @code{mapc} always returns @var{sequence}.
780 @end defun
782 @defun mapconcat function sequence separator
783 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
784 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
785 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
786 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
787 other suitable punctuation.
789 The argument @var{function} must be a function that can take one
790 argument and return a string.  The argument @var{sequence} can be any
791 kind of sequence except a char-table; that is, a list, a vector, a
792 bool-vector, or a string.
794 @smallexample
795 @group
796 (mapconcat 'symbol-name
797            '(The cat in the hat)
798            " ")
799      @result{} "The cat in the hat"
800 @end group
802 @group
803 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
804            "HAL-8000"
805            "")
806      @result{} "IBM.9111"
807 @end group
808 @end smallexample
809 @end defun
811 @node Anonymous Functions
812 @section Anonymous Functions
813 @cindex anonymous function
815   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
816 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
817 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
818 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
819 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
820 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
822   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
824 @smallexample
825 @group
826 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
827 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
828 @end group
829 @end smallexample
831 @noindent
832 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
833 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
834 @code{silly}.
836   Here is how we might call this function:
838 @example
839 @group
840 (funcall silly 1)
841 @result{} 13
842 @end group
843 @end example
845 @noindent
846 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
847 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
848 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
850   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
851 your program.  For example, you might want to pass one as an argument to
852 the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
853 element of a list.
855   Here we define a function @code{change-property} which
856 uses a function as its third argument:
858 @example
859 @group
860 (defun change-property (symbol prop function)
861   (let ((value (get symbol prop)))
862     (put symbol prop (funcall function value))))
863 @end group
864 @end example
866 @noindent
867 Here we define a function that uses @code{change-property},
868 passing it a function to double a number:
870 @example
871 @group
872 (defun double-property (symbol prop)
873   (change-property symbol prop '(lambda (x) (* 2 x))))
874 @end group
875 @end example
877 @noindent
878 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
879 of simple quotation to quote the anonymous function, like this:
881 @example
882 @group
883 (defun double-property (symbol prop)
884   (change-property symbol prop
885                    (function (lambda (x) (* 2 x)))))
886 @end group
887 @end example
889 Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference if you
890 compile the function @code{double-property}.  For example, if you
891 compile the second definition of @code{double-property}, the anonymous
892 function is compiled as well.  By contrast, if you compile the first
893 definition which uses ordinary @code{quote}, the argument passed to
894 @code{change-property} is the precise list shown:
896 @example
897 (lambda (x) (* x 2))
898 @end example
900 @noindent
901 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
902 looks like one, since it does not know what @code{change-property} will
903 do with the list.  Perhaps it will check whether the @sc{car} of the third
904 element is the symbol @code{*}!  Using @code{function} tells the
905 compiler it is safe to go ahead and compile the constant function.
907   Nowadays it is possible to omit @code{function} entirely, like this:
909 @example
910 @group
911 (defun double-property (symbol prop)
912   (change-property symbol prop (lambda (x) (* 2 x))))
913 @end group
914 @end example
916 @noindent
917 This is because @code{lambda} itself implies @code{function}.
919   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
920 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
921 comment:
923 @example
924 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
925 @end example
927 @cindex @samp{#'} syntax
928   The read syntax @code{#'} is a short-hand for using @code{function}.
929 For example,
931 @example
932 #'(lambda (x) (* x x))
933 @end example
935 @noindent
936 is equivalent to
938 @example
939 (function (lambda (x) (* x x)))
940 @end example
942 @defspec function function-object
943 @cindex function quoting
944 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
945 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
946 note to the Emacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
947 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
948 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
949 @end defspec
951   See @code{documentation} in @ref{Accessing Documentation}, for a
952 realistic example using @code{function} and an anonymous function.
954 @node Function Cells
955 @section Accessing Function Cell Contents
957   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
958 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
959 and set the function cell of symbols.
961   See also the function @code{indirect-function} in @ref{Function
962 Indirection}.
964 @defun symbol-function symbol
965 @kindex void-function
966 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
967 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
968 signaled.
970 This function does not check that the returned object is a legitimate
971 function.
973 @example
974 @group
975 (defun bar (n) (+ n 2))
976      @result{} bar
977 @end group
978 @group
979 (symbol-function 'bar)
980      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
981 @end group
982 @group
983 (fset 'baz 'bar)
984      @result{} bar
985 @end group
986 @group
987 (symbol-function 'baz)
988      @result{} bar
989 @end group
990 @end example
991 @end defun
993 @cindex void function cell
994   If you have never given a symbol any function definition, we say that
995 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
996 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
997 as a function, it signals a @code{void-function} error.
999   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
1000 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
1001 and can be stored into a function cell just as any other object can be
1002 (and they can be valid functions if you define them in turn with
1003 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
1005   You can test the voidness of a symbol's function definition with
1006 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
1007 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
1009 @defun fboundp symbol
1010 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
1011 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
1012 is a legitimate function.
1013 @end defun
1015 @defun fmakunbound symbol
1016 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
1017 subsequent attempt to access this cell will cause a @code{void-function}
1018 error.  (See also @code{makunbound}, in @ref{Void Variables}.)
1020 @example
1021 @group
1022 (defun foo (x) x)
1023      @result{} foo
1024 @end group
1025 @group
1026 (foo 1)
1027      @result{}1
1028 @end group
1029 @group
1030 (fmakunbound 'foo)
1031      @result{} foo
1032 @end group
1033 @group
1034 (foo 1)
1035 @error{} Symbol's function definition is void: foo
1036 @end group
1037 @end example
1038 @end defun
1040 @defun fset symbol definition
1041 This function stores @var{definition} in the function cell of
1042 @var{symbol}.  The result is @var{definition}.  Normally
1043 @var{definition} should be a function or the name of a function, but
1044 this is not checked.  The argument @var{symbol} is an ordinary evaluated
1045 argument.
1047 There are three normal uses of this function:
1049 @itemize @bullet
1050 @item
1051 Copying one symbol's function definition to another---in other words,
1052 making an alternate name for a function.  (If you think of this as the
1053 definition of the new name, you should use @code{defalias} instead of
1054 @code{fset}; see @ref{Defining Functions}.)
1056 @item
1057 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
1058 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
1059 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
1060 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
1061 @code{s2} presently has.  (Once again use @code{defalias} instead of
1062 @code{fset} if you think of this as the definition of @code{s1}.)
1064 @item
1065 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
1066 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
1067 @code{fset}.
1068 @end itemize
1070 Here are examples of these uses:
1072 @example
1073 @group
1074 ;; @r{Save @code{foo}'s definition in @code{old-foo}.}
1075 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1076 @end group
1078 @group
1079 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1080 ;; @r{(Most likely, @code{defalias} would be better than @code{fset} here.)}
1081 (fset 'xfirst 'car)
1082      @result{} car
1083 @end group
1084 @group
1085 (xfirst '(1 2 3))
1086      @result{} 1
1087 @end group
1088 @group
1089 (symbol-function 'xfirst)
1090      @result{} car
1091 @end group
1092 @group
1093 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1094      @result{} #<subr car>
1095 @end group
1097 @group
1098 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1099 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1100      @result{} "\^u2\^k"
1101 @end group
1103 @group
1104 ;; @r{Here is a function that alters other functions.}
1105 (defun copy-function-definition (new old)
1106   "Define NEW with the same function definition as OLD."
1107   (fset new (symbol-function old)))
1108 @end group
1109 @end example
1110 @end defun
1112   When writing a function that extends a previously defined function,
1113 the following idiom is sometimes used:
1115 @example
1116 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1117 (defun foo ()
1118   "Just like old-foo, except more so."
1119 @group
1120   (old-foo)
1121   (more-so))
1122 @end group
1123 @end example
1125 @noindent
1126 This does not work properly if @code{foo} has been defined to autoload.
1127 In such a case, when @code{foo} calls @code{old-foo}, Lisp attempts
1128 to define @code{old-foo} by loading a file.  Since this presumably
1129 defines @code{foo} rather than @code{old-foo}, it does not produce the
1130 proper results.  The only way to avoid this problem is to make sure the
1131 file is loaded before moving aside the old definition of @code{foo}.
1133   But it is unmodular and unclean, in any case, for a Lisp file to
1134 redefine a function defined elsewhere.  It is cleaner to use the advice
1135 facility (@pxref{Advising Functions}).
1137 @node Inline Functions
1138 @section Inline Functions
1139 @cindex inline functions
1141 @findex defsubst
1142 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1143 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1144 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1145 the function's definition is open-coded into the caller.
1147 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1148 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1149 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1150 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1151 redefining functions is an important feature of Emacs, you should not
1152 make a function inline unless its speed is really crucial.
1154 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1155 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1156 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1157 generally should not make large functions inline.
1159 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1160 inline function would execute.  (@xref{Macros}.)  But the macro would be
1161 limited to direct use in expressions---a macro cannot be called with
1162 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1163 convert an ordinary function into a macro.  To convert it into an inline
1164 function is very easy; simply replace @code{defun} with @code{defsubst}.
1165 Since each argument of an inline function is evaluated exactly once, you
1166 needn't worry about how many times the body uses the arguments, as you
1167 do for macros.  (@xref{Argument Evaluation}.)
1169 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1170 following the definition, just like macros.
1172 @node Function Safety
1173 @section Determining whether a function is safe to call
1174 @cindex function safety
1175 @cindex safety of functions
1177 Some major modes such as SES (@pxref{Top,,,ses}) call functions that
1178 are stored in user files.  User files sometimes have poor
1179 pedigrees---you can get a spreadsheet from someone you've just met, or
1180 you can get one through email from someone you've never met.  So it is
1181 risky to call a function whose source code is stored in a user file
1182 until you have determined that it is safe.
1184 @defun unsafep form &optional unsafep-vars
1185 Returns @code{nil} if @var{form} is a @dfn{safe} lisp expression, or
1186 returns a list that describes why it might be unsafe.  The argument
1187 @var{unsafep-vars} is a list of symbols known to have temporary
1188 bindings at this point; it is mainly used for internal recursive
1189 calls.  The current buffer is an implicit argument, which provides a
1190 list of buffer-local bindings.
1191 @end defun
1193 Being quick and simple, @code{unsafep} does a very light analysis and
1194 rejects many Lisp expressions that are actually safe.  There are no
1195 known cases where @code{unsafep} returns @code{nil} for an unsafe
1196 expression.  However, a ``safe'' Lisp expression can return a string
1197 with a @code{display} property, containing an associated Lisp
1198 expression to be executed after the string is inserted into a buffer.
1199 This associated expression can be a virus.  In order to be safe, you
1200 must delete properties from all strings calculated by user code before
1201 inserting them into buffers.
1203 @ignore
1204 What is a safe Lisp expression?  Basically, it's an expression that
1205 calls only built-in functions with no side effects (or only innocuous
1206 ones).  Innocuous side effects include displaying messages and
1207 altering non-risky buffer-local variables (but not global variables).
1209 @table @dfn
1210 @item Safe expression
1211 @itemize
1212 @item
1213 An atom or quoted thing.
1214 @item
1215 A call to a safe function (see below), if all its arguments are
1216 safe expressions.
1217 @item
1218 One of the special forms @code{and}, @code{catch}, @code{cond},
1219 @code{if}, @code{or}, @code{prog1}, @code{prog2}, @code{progn},
1220 @code{while}, and @code{unwind-protect}], if all its arguments are
1221 safe.
1222 @item
1223 A form that creates temporary bindings (@code{condition-case},
1224 @code{dolist}, @code{dotimes}, @code{lambda}, @code{let}, or
1225 @code{let*}), if all args are safe and the symbols to be bound are not
1226 explicitly risky (see @pxref{File Local Variables}).
1227 @item
1228 An assignment using @code{add-to-list}, @code{setq}, @code{push}, or
1229 @code{pop}, if all args are safe and the symbols to be assigned are
1230 not explicitly risky and they already have temporary or buffer-local
1231 bindings.
1232 @item
1233 One of [apply, mapc, mapcar, mapconcat] if the first argument is a
1234 safe explicit lambda and the other args are safe expressions.
1235 @end itemize
1237 @item Safe function
1238 @itemize
1239 @item
1240 A lambda containing safe expressions.
1241 @item
1242 A symbol on the list @code{safe-functions}, so the user says it's safe.
1243 @item
1244 A symbol with a non-@code{nil} @code{side-effect-free} property.
1245 @item
1246 A symbol with a non-@code{nil} @code{safe-function} property.  Value t
1247 indicates a function that is safe but has innocuous side effects.
1248 Other values will someday indicate functions with classes of side
1249 effects that are not always safe.
1250 @end itemize
1252 The @code{side-effect-free} and @code{safe-function} properties are
1253 provided for built-in functions and for low-level functions and macros
1254 defined in @file{subr.el}.  You can assign these properties for the
1255 functions you write.
1256 @end table
1257 @end ignore
1259 @node Related Topics
1260 @section Other Topics Related to Functions
1262   Here is a table of several functions that do things related to
1263 function calling and function definitions.  They are documented
1264 elsewhere, but we provide cross references here.
1266 @table @code
1267 @item apply
1268 See @ref{Calling Functions}.
1270 @item autoload
1271 See @ref{Autoload}.
1273 @item call-interactively
1274 See @ref{Interactive Call}.
1276 @item commandp
1277 See @ref{Interactive Call}.
1279 @item documentation
1280 See @ref{Accessing Documentation}.
1282 @item eval
1283 See @ref{Eval}.
1285 @item funcall
1286 See @ref{Calling Functions}.
1288 @item function
1289 See @ref{Anonymous Functions}.
1291 @item ignore
1292 See @ref{Calling Functions}.
1294 @item indirect-function
1295 See @ref{Function Indirection}.
1297 @item interactive
1298 See @ref{Using Interactive}.
1300 @item interactive-p
1301 See @ref{Interactive Call}.
1303 @item mapatoms
1304 See @ref{Creating Symbols}.
1306 @item mapcar
1307 See @ref{Mapping Functions}.
1309 @item map-char-table
1310 See @ref{Char-Tables}.
1312 @item mapconcat
1313 See @ref{Mapping Functions}.
1315 @item undefined
1316 See @ref{Key Lookup}.
1317 @end table