expanded "* Spreadsheet plugins for org-mode in any language" in ob-worg
[org-mode.git] / org-babel-worg.org
blob8a34f0438adc3ecac4ab5ab3edfe70dbf9587385
1 #+OPTIONS:    H:3 num:nil toc:1 \n:nil @:t ::t |:t ^:t -:t f:t *:t TeX:t LaTeX:t skip:nil d:(HIDE) tags:not-in-toc
2 #+STARTUP:    align fold nodlcheck hidestars oddeven lognotestate
3 #+SEQ_TODO:   TODO(t) INPROGRESS(i) WAITING(w@) | DONE(d) CANCELED(c@)
4 #+TAGS:       Write(w) Update(u) Fix(f) Check(c) 
5 #+TITLE:      Org-babel
6 #+AUTHOR:     Dan Davison, Eric Schulte
7 #+EMAIL:      davison at stats dot ox dot ac dot uk
8 #+LANGUAGE:   en
9 #+CATEGORY:   worg
11 #+begin_html 
12   <div id="subtitle">
13     <p>executable source code blocks in org-mode</p>
14   </div>
15   <div id="logo">
16     <p>
17       <img src="images/tower-of-babel.png"  alt="images/tower-of-babel.png"
18            title="And the Lord said, Behold, the people is one, and they have all one language; and this they begin to do; and now nothing will be restrained from them, which they have imagined to do. Genesis 11:1-9"/>
19       <div id="attr">
20         from
21         <a href="http://www.flickr.com/photos/23379658@N05/" title=""><b>Martijn Streefkerk</b></a>
22       </div>
23     </p>
24   </div>
25 #+end_html
27 * Introduction
28   Org-babel provides the following modifications to [[http://orgmode.org/manual/Literal-examples.html][the existing
29   support]] for blocks of source code examples in the org-mode core.
30   1. source code execution
31   2. arguments to source code blocks
32   3. exportation of source code blocks to files (literate programming)
34 * Getting started
35   Grab the latest code from the git repo at [[http://github.com/eschulte/org-babel/tree/master][github/org-babel]]
36 #+begin_src sh
37 git clone git://github.com/eschulte/org-babel.git
38 #+end_src
40   And add the following lines to your .emacs, replacing the path as
41   appropriate. A good place to check that things are up and running
42   would the examples in [[* Basic org-babel functionality][Basic org-babel functionality]].
43 #+begin_src emacs-lisp
44   (add-to-list 'load-path "/path/to/org-babel/lisp")
45   (require 'org-babel-init)
46 #+end_src
47   
48 * Basic org-babel functionality
49 *** Source code execution
50     For interpreted languages such as shell, python, R, etc, org-babel
51     allows source blocks to be executed: the code is passed to the
52     interpreter and you have control over what is done with the
53     results of excecution. E.g. place point anywhere in the following
54     block and use C-c C-c to run the code:
56 [[http://www.ruby-lang.org/][Ruby]] source code
57 #+begin_src ruby
58 "This file was last evaluated on #{Date.today}"
59 #+end_src
61 Results of Ruby evaluation
62 #+resname:
63 : This file was last evaluated on 2009-08-09
65 [[http://www.r-project.org/][R]] source code
66 #+begin_src R :results value
67 x = 4
68 date()
69 c(5, 10)
70 #+end_src
72 Results of R evaluation
73 #+resname:
74 |  5 |
75 | 10 |
77 *** What happens to the results?
78     Org-babel provides two fundamentally different modes for capturing
79     the results of code evaluation, specified by the :results header
80     argument:
81 **** :results value
82      This means that the 'result' of code evaluation is defined to be
83      the *value* of the last statement in the block. Thus with this
84      setting, one can view the code block as a function with a return
85      value. And not only can one view it that way, but you can
86      actually use the return value of one source block as input for
87      another (see later). This setting is the default.
88 **** :results output
89      With this setting, org-babel captures all the text output of the
90      code block and places it in the org buffer. One can think of this
91      as a 'scripting' mode: the code block contains a series of
92      commands, and you get the output of all the commands. Unlike in
93      the 'functional' mode specified by =:results value=, the code
94      block has no return value. (This mode will be familiar to Sweave
95      users).
96 **** Additional :results settings
97      
98 *** Arguments to source code blocks
99     :PROPERTIES:
100     :CUSTOM_ID: arguments-to-source-code-blocks
101     :END:
102     In addition to evaluation of code blocks, org-babel allows them to
103     be parameterised (i.e. have arguments). Thus source code blocks
104     now have the status of *functions*.
106 Inputs for fibonacci-seq
108 #+tblname: fibonacci-inputs
109 | 1 | 2 | 3 | 4 |  5 |  6 |  7 |  8 |  9 | 10 |
110 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
112 in the Org-mode buffer this looks like
113 : #+tblname: fibonacci-inputs
114 : | 1 | 2 | 3 | 4 |  5 |  6 |  7 |  8 |  9 | 10 |
115 : | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
117 [[http://www.gnu.org/software/emacs/manual/elisp.html][Emacs Lisp]] source code
118 #+srcname: fibonacci-seq
119 #+begin_src emacs-lisp :var fib-inputs=fibonacci-inputs
120   (defun fibonacci (n)
121     (if (or (= n 0) (= n 1))
122         n
123       (+ (fibonacci (- n 1)) (fibonacci (- n 2)))))
124   
125   (mapcar (lambda (row)
126             (mapcar #'fibonacci row)) fib-inputs)
127 #+end_src
129 in the Org-mode buffer this looks like
130 : #+srcname: fibonacci-seq
131 : #+begin_src emacs-lisp :var fib-inputs=fibonacci-inputs
132 :   (defun fibonacci (n)
133 :     (if (or (= n 0) (= n 1))
134 :         n
135 :       (+ (fibonacci (- n 1)) (fibonacci (- n 2)))))
136 :   
137 :   (mapcar (lambda (row)
138 :             (mapcar #'fibonacci row)) fib-inputs)
139 : #+end_src
141 Results of Emacs Lisp code evaluation
142 #+resname:
143 | 1 | 1 | 2 |  3 |  5 |   8 |  13 |  21 |   34 |   55 |
144 | 1 | 3 | 8 | 21 | 55 | 144 | 377 | 987 | 2584 | 6765 |
146 * A meta-programming language for org-mode
148 Since information can pass freely between source-code blocks and
149 org-mode tables you can mix and match languages using each language
150 for those tasks to which it is suited.  This makes Org-mode files with
151 Org-babel into a kind of meta-functional programming language in which
152 functions from many languages can work together.
154 As an example, lets take some system diagnostics in the shell, and
155 then graph them with R.
157 1. Shell source code
158 #+srcname: directories
159    #+begin_src bash :results replace
160    cd ~ && du -sc * |grep -v total
161    #+end_src
162 2. Results of the shell source code (on my system, grab this org-mode
163    files and try running it on your own)
164 #+resname: directories
165 |       72 | "Desktop"   |
166 | 12156104 | "Documents" |
167 |  3482440 | "Downloads" |
168 |  2901720 | "Library"   |
169 |    57344 | "Movies"    |
170 | 16548024 | "Music"     |
171 |      120 | "News"      |
172 |  7649472 | "Pictures"  |
173 |        0 | "Public"    |
174 |   152224 | "Sites"     |
175 |        8 | "System"    |
176 |       56 | "bin"       |
177 |  3821872 | "mail"      |
178 | 10605392 | "src"       |
179 |     1264 | "tools"     |
180 3. R source code (which calls the previous shell source code)
181 #+srcname: directory-pie
182    #+begin_src R :var dirs = directories :session R-pie-example
183    pie(dirs[,1], labels = dirs[,2])
184    #+end_src
185 4. Results of R code [[file:images/dirs.png]]
187 * Spreadsheet plugins for org-mode in any language
189 *NOTE*: Maybe in-addition-to/in-stead-of this example we should do a
190 more traditional "spreadsheet" example with R [Eric]
192 Not only can Org-babel pass entire tables of data to source code
193 blocks (see [[arguments-to-source-code-blocks]]), Org-babel can also be
194 used to call source code blocks from *within* tables using the
195 Org-mode's [[http://orgmode.org/manual/The-spreadsheet.html#The-spreadsheet][existing spreadsheet functionality]].
197 In fact the functional test suite for Org-babel is implemented as a
198 large Org-mode table.  To run the entire test suite you simple
199 evaluate the table =C-u C-c C-c=, and all of the tests are run
200 updating the table with pass/fail statistics.
202 Here's a sample of our test suite.
204 #+TBLNAME: org-babel-tests
205 | functionality    | block        | arg |    expected |     results | pass |
206 |------------------+--------------+-----+-------------+-------------+------|
207 | basic evaluation |              |     |             |             | pass |
208 |------------------+--------------+-----+-------------+-------------+------|
209 | emacs lisp       | basic-elisp  |   2 |           4 |           4 | pass |
210 | shell            | basic-shell  |     |           6 |           6 | pass |
211 | ruby             | basic-ruby   |     |   org-babel |   org-babel | pass |
212 | python           | basic-python |     | hello world | hello world | pass |
213 | R                | basic-R      |     |          13 |          13 | pass |
214 #+TBLFM: $5='(if (= (length $3) 1) (progn (message (format "running %S" '(sbe $2 (n $3)))) (sbe $2 (n $3))) (sbe $2))::$6='(if (string= $4 $5) "pass" (format "expected %S but was %S" $4 $5))
215 #+TBLFM: $5=""::$6=""
217 ** code blocks for tests
219 #+srcname: basic-elisp
220 #+begin_src emacs-lisp :var n=7
221 (* 2 n)
222 #+end_src
224 #+srcname: basic-shell
225 #+begin_src sh :results silent
226 expr 1 + 5
227 #+end_src
229 #+srcname: date-simple
230 #+begin_src sh :results silent
231 date
232 #+end_src
234 #+srcname: basic-ruby
235 #+begin_src ruby :results silent
236 "org-babel"
237 #+end_src
239 #+srcname: basic-python
240 #+begin_src python :results silent
241 'hello world'
242 #+end_src
244 #+srcname: basic-R
245 #+begin_src R :results silent
246 b <- 9
247 b + 4
248 #+end_src
250 * Library of Babel
251   What about those source code blocks which are so useful you want to
252   have them available in every org-mode buffer?
254   The [[file:library-of-babel.org][Library of Babel]] is an extensible collection of ready-made and
255   easily-shortcut-callable source-code blocks for handling common
256   tasks.  Org-babel comes pre-populated with the source-code blocks
257   located in the [[file:library-of-babel.org][library-of-babel.org]] file. It is possible to add
258   source-code blocks from any org-mode file to the library by calling
260 #+srcname: add-file-to-lob
261 #+begin_src emacs-lisp 
262 (org-babel-lob-ingest "path/to/file.org")
263 #+end_src
265 * Reproducible research
266   - output vs. value mode
267   - file & graphical output
268   - controlling export
269 * Literate programming
270   - org-babel-tangle
271   - org-babel-load-file
272 * Reference / Documentation
274 *** Source Code block syntax
276 The basic syntax of source-code blocks is as follows:
278 : #+srcname: name
279 : #+begin_src language header-arguments
280 : body
281 : #+end_src
283 - name :: This name is associated with the source-code block.  This is
284      similar to the =#+TBLNAME= lines which can be used to name tables
285      in org-mode files.  By referencing the srcname of a source-code
286      block it is possible to evaluate the block for other places,
287      files, or from inside tables.
288 - language :: The language of the code in the source-code block, valid
289      values must be members of `org-babel-interpreters'.
290 - header-arguments :: Header arguments control many facets of the
291      input to, evaluation of, and output of source-code blocks.  See
292      the [[* Header Arguments][Header Arguments]] section for a complete review of available
293      header arguments.
294 - body :: The actual source code which will be evaluated.  This can be
295           edited with `org-edit-special'.
297 **** Header Arguments
299 - results :: results arguments specify what should be done with the
300              output of source-code blocks
301   - The following options are mutually exclusive, and specify how the
302     results should be collected from the source-code block
303     - value ::
304     - output :: 
305   - The following options are mutually exclusive and specify what type
306     of results the code block will return
307     - vector :: specifies that the results should be interpreted as a
308                 multidimensional vector (even if the vector is
309                 trivial), and will be inserted into the org-mode file
310                 as a table
311     - scalar :: specifies that the results should be interpreted as a
312                 scalar value, and will be inserted into the org-mode
313                 file as quoted text
314     - file :: specifies that the results should be interpreted as the
315               path to a file, and will be inserted into the org-mode
316               file as a link
317   - The following options specify how the results should be inserted
318     into the org-mode file
319     - replace :: the current results replace any previously inserted
320                  results from the code block
321     - silent :: rather than being inserted into the org-mode file the
322                 results are echoed into the message bar
323 - exports :: exports arguments specify what should be included in html
324              or latex exports of the org-mode file
325   - code :: the body of code is included into the exported file
326   - results :: the results of evaluating the code is included in the
327                exported file
328   - both :: both the code and results are included in the exported
329             file
330   - none :: nothing is included in the exported file
331 - tangle :: tangle arguments specify whether or not the source-code
332             block should be included in tangled extraction of
333             source-code files
334   - yes :: the source-code block is exported to a source-code file
335            named after the basename (name w/o extension) of the
336            org-mode file
337   - no :: (default) the source-code block is not exported to a
338           source-code file
339   - other :: any other string passed to the =tangle= header argument
340              is interpreted as a file basename to which the block will
341              be exported