XEmacs 21.2.22 "Mercedes".
[chise/xemacs-chise.git.1] / man / lispref / functions.texi
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the XEmacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994 Free Software Foundation, Inc. 
4 @c See the file lispref.texi for copying conditions.
5 @setfilename ../../info/functions.info
6 @node Functions, Macros, Variables, Top
7 @chapter Functions
8
9   A Lisp program is composed mainly of Lisp functions.  This chapter
10 explains what functions are, how they accept arguments, and how to
11 define them.
12
13 @menu
14 * What Is a Function::    Lisp functions vs. primitives; terminology.
15 * Lambda Expressions::    How functions are expressed as Lisp objects.
16 * Function Names::        A symbol can serve as the name of a function.
17 * Defining Functions::    Lisp expressions for defining functions.
18 * Calling Functions::     How to use an existing function.
19 * Mapping Functions::     Applying a function to each element of a list, etc.
20 * Anonymous Functions::   Lambda expressions are functions with no names.    
21 * Function Cells::        Accessing or setting the function definition
22                             of a symbol.
23 * Inline Functions::      Defining functions that the compiler will open code.
24 * Related Topics::        Cross-references to specific Lisp primitives
25                             that have a special bearing on how functions work.
26 @end menu
27
28 @node What Is a Function
29 @section What Is a Function?
30
31   In a general sense, a function is a rule for carrying on a computation
32 given several values called @dfn{arguments}.  The result of the
33 computation is called the value of the function.  The computation can
34 also have side effects: lasting changes in the values of variables or
35 the contents of data structures.
36
37   Here are important terms for functions in XEmacs Lisp and for other
38 function-like objects.
39
40 @table @dfn
41 @item function
42 @cindex function
43 In XEmacs Lisp, a @dfn{function} is anything that can be applied to
44 arguments in a Lisp program.  In some cases, we use it more
45 specifically to mean a function written in Lisp.  Special forms and
46 macros are not functions.
47
48 @item primitive
49 @cindex primitive
50 @cindex subr
51 @cindex built-in function
52 A @dfn{primitive} is a function callable from Lisp that is written in C,
53 such as @code{car} or @code{append}.  These functions are also called
54 @dfn{built-in} functions or @dfn{subrs}.  (Special forms are also
55 considered primitives.)
56
57 Usually the reason that a function is a primitives is because it is
58 fundamental, because it provides a low-level interface to operating
59 system services, or because it needs to run fast.  Primitives can be
60 modified or added only by changing the C sources and recompiling the
61 editor.  See @ref{Writing Lisp Primitives,,, internals, XEmacs
62 Internals Manual}.
63
64 @item lambda expression
65 A @dfn{lambda expression} is a function written in Lisp.
66 These are described in the following section.
67 @ifinfo
68 @xref{Lambda Expressions}.
69 @end ifinfo
70
71 @item special form
72 A @dfn{special form} is a primitive that is like a function but does not
73 evaluate all of its arguments in the usual way.  It may evaluate only
74 some of the arguments, or may evaluate them in an unusual order, or
75 several times.  Many special forms are described in @ref{Control
76 Structures}.
77
78 @item macro
79 @cindex macro
80 A @dfn{macro} is a construct defined in Lisp by the programmer.  It
81 differs from a function in that it translates a Lisp expression that you
82 write into an equivalent expression to be evaluated instead of the
83 original expression.  Macros enable Lisp programmers to do the sorts of
84 things that special forms can do.  @xref{Macros}, for how to define and
85 use macros.
86
87 @item command
88 @cindex command
89 A @dfn{command} is an object that @code{command-execute} can invoke; it
90 is a possible definition for a key sequence.  Some functions are
91 commands; a function written in Lisp is a command if it contains an
92 interactive declaration (@pxref{Defining Commands}).  Such a function
93 can be called from Lisp expressions like other functions; in this case,
94 the fact that the function is a command makes no difference.
95
96 Keyboard macros (strings and vectors) are commands also, even though
97 they are not functions.  A symbol is a command if its function
98 definition is a command; such symbols can be invoked with @kbd{M-x}.
99 The symbol is a function as well if the definition is a function.
100 @xref{Command Overview}.
101
102 @item keystroke command
103 @cindex keystroke command
104 A @dfn{keystroke command} is a command that is bound to a key sequence
105 (typically one to three keystrokes).  The distinction is made here
106 merely to avoid confusion with the meaning of ``command'' in non-Emacs
107 editors; for Lisp programs, the distinction is normally unimportant.
108
109 @item compiled function
110 A @dfn{compiled function} is a function that has been compiled by the
111 byte compiler.  @xref{Compiled-Function Type}.
112 @end table
113
114 @defun subrp object
115 This function returns @code{t} if @var{object} is a built-in function
116 (i.e., a Lisp primitive).
117
118 @example
119 @group
120 (subrp 'message)            ; @r{@code{message} is a symbol,}
121      @result{} nil                 ;   @r{not a subr object.}
122 @end group
123 @group
124 (subrp (symbol-function 'message))
125      @result{} t
126 @end group
127 @end example
128 @end defun
129
130 @defun compiled-function-p object
131 This function returns @code{t} if @var{object} is a compiled
132 function.  For example:
133
134 @example
135 @group
136 (compiled-function-p (symbol-function 'next-line))
137      @result{} t
138 @end group
139 @end example
140 @end defun
141
142 @node Lambda Expressions
143 @section Lambda Expressions
144 @cindex lambda expression
145
146   A function written in Lisp is a list that looks like this:
147
148 @example
149 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
150   @r{[}@var{documentation-string}@r{]}
151   @r{[}@var{interactive-declaration}@r{]}
152   @var{body-forms}@dots{})
153 @end example
154
155 @noindent
156 Such a list is called a @dfn{lambda expression}.  In XEmacs Lisp, it
157 actually is valid as an expression---it evaluates to itself.  In some
158 other Lisp dialects, a lambda expression is not a valid expression at
159 all.  In either case, its main use is not to be evaluated as an
160 expression, but to be called as a function.
161
162 @menu
163 * Lambda Components::       The parts of a lambda expression.
164 * Simple Lambda::           A simple example.
165 * Argument List::           Details and special features of argument lists.
166 * Function Documentation::  How to put documentation in a function.
167 @end menu
168
169 @node Lambda Components
170 @subsection Components of a Lambda Expression
171
172 @ifinfo
173
174   A function written in Lisp (a ``lambda expression'') is a list that
175 looks like this:
176
177 @example
178 (lambda (@var{arg-variables}@dots{})
179   [@var{documentation-string}]
180   [@var{interactive-declaration}]
181   @var{body-forms}@dots{})
182 @end example
183 @end ifinfo
184
185 @cindex lambda list
186   The first element of a lambda expression is always the symbol
187 @code{lambda}.  This indicates that the list represents a function.  The
188 reason functions are defined to start with @code{lambda} is so that
189 other lists, intended for other uses, will not accidentally be valid as
190 functions.
191
192   The second element is a list of symbols--the argument variable names.
193 This is called the @dfn{lambda list}.  When a Lisp function is called,
194 the argument values are matched up against the variables in the lambda
195 list, which are given local bindings with the values provided.
196 @xref{Local Variables}.
197
198   The documentation string is a Lisp string object placed within the
199 function definition to describe the function for the XEmacs help
200 facilities.  @xref{Function Documentation}.
201
202   The interactive declaration is a list of the form @code{(interactive
203 @var{code-string})}.  This declares how to provide arguments if the
204 function is used interactively.  Functions with this declaration are called
205 @dfn{commands}; they can be called using @kbd{M-x} or bound to a key.
206 Functions not intended to be called in this way should not have interactive
207 declarations.  @xref{Defining Commands}, for how to write an interactive
208 declaration.
209
210 @cindex body of function
211   The rest of the elements are the @dfn{body} of the function: the Lisp
212 code to do the work of the function (or, as a Lisp programmer would say,
213 ``a list of Lisp forms to evaluate'').  The value returned by the
214 function is the value returned by the last element of the body.
215
216 @node Simple Lambda
217 @subsection A Simple Lambda-Expression Example
218
219   Consider for example the following function:
220
221 @example
222 (lambda (a b c) (+ a b c))
223 @end example
224
225 @noindent
226 We can call this function by writing it as the @sc{car} of an
227 expression, like this:
228
229 @example
230 @group
231 ((lambda (a b c) (+ a b c))
232  1 2 3)
233 @end group
234 @end example
235
236 @noindent
237 This call evaluates the body of the lambda expression  with the variable
238 @code{a} bound to 1, @code{b} bound to 2, and @code{c} bound to 3.
239 Evaluation of the body adds these three numbers, producing the result 6;
240 therefore, this call to the function returns the value 6.
241
242   Note that the arguments can be the results of other function calls, as in
243 this example:
244
245 @example
246 @group
247 ((lambda (a b c) (+ a b c))
248  1 (* 2 3) (- 5 4))
249 @end group
250 @end example
251
252 @noindent
253 This evaluates the arguments @code{1}, @code{(* 2 3)}, and @code{(- 5
254 4)} from left to right.  Then it applies the lambda expression to the
255 argument values 1, 6 and 1 to produce the value 8.
256
257   It is not often useful to write a lambda expression as the @sc{car} of
258 a form in this way.  You can get the same result, of making local
259 variables and giving them values, using the special form @code{let}
260 (@pxref{Local Variables}).  And @code{let} is clearer and easier to use.
261 In practice, lambda expressions are either stored as the function
262 definitions of symbols, to produce named functions, or passed as
263 arguments to other functions (@pxref{Anonymous Functions}).
264
265   However, calls to explicit lambda expressions were very useful in the
266 old days of Lisp, before the special form @code{let} was invented.  At
267 that time, they were the only way to bind and initialize local
268 variables.
269
270 @node Argument List
271 @subsection Advanced Features of Argument Lists
272 @kindex wrong-number-of-arguments
273 @cindex argument binding
274 @cindex binding arguments
275
276   Our simple sample function, @code{(lambda (a b c) (+ a b c))},
277 specifies three argument variables, so it must be called with three
278 arguments: if you try to call it with only two arguments or four
279 arguments, you get a @code{wrong-number-of-arguments} error.
280
281   It is often convenient to write a function that allows certain
282 arguments to be omitted.  For example, the function @code{substring}
283 accepts three arguments---a string, the start index and the end
284 index---but the third argument defaults to the @var{length} of the
285 string if you omit it.  It is also convenient for certain functions to
286 accept an indefinite number of arguments, as the functions @code{list}
287 and @code{+} do.
288
289 @cindex optional arguments
290 @cindex rest arguments
291 @kindex &optional
292 @kindex &rest
293   To specify optional arguments that may be omitted when a function
294 is called, simply include the keyword @code{&optional} before the optional
295 arguments.  To specify a list of zero or more extra arguments, include the
296 keyword @code{&rest} before one final argument.
297
298   Thus, the complete syntax for an argument list is as follows:
299
300 @example
301 @group
302 (@var{required-vars}@dots{}
303  @r{[}&optional @var{optional-vars}@dots{}@r{]}
304  @r{[}&rest @var{rest-var}@r{]})
305 @end group
306 @end example
307
308 @noindent
309 The square brackets indicate that the @code{&optional} and @code{&rest}
310 clauses, and the variables that follow them, are optional.
311
312   A call to the function requires one actual argument for each of the
313 @var{required-vars}.  There may be actual arguments for zero or more of
314 the @var{optional-vars}, and there cannot be any actual arguments beyond
315 that unless the lambda list uses @code{&rest}.  In that case, there may
316 be any number of extra actual arguments.
317
318   If actual arguments for the optional and rest variables are omitted,
319 then they always default to @code{nil}.  There is no way for the
320 function to distinguish between an explicit argument of @code{nil} and
321 an omitted argument.  However, the body of the function is free to
322 consider @code{nil} an abbreviation for some other meaningful value.
323 This is what @code{substring} does; @code{nil} as the third argument to
324 @code{substring} means to use the length of the string supplied.
325
326 @cindex CL note---default optional arg
327 @quotation
328 @b{Common Lisp note:} Common Lisp allows the function to specify what
329 default value to use when an optional argument is omitted; XEmacs Lisp
330 always uses @code{nil}.
331 @end quotation
332
333   For example, an argument list that looks like this:
334
335 @example
336 (a b &optional c d &rest e)
337 @end example
338
339 @noindent
340 binds @code{a} and @code{b} to the first two actual arguments, which are
341 required.  If one or two more arguments are provided, @code{c} and
342 @code{d} are bound to them respectively; any arguments after the first
343 four are collected into a list and @code{e} is bound to that list.  If
344 there are only two arguments, @code{c} is @code{nil}; if two or three
345 arguments, @code{d} is @code{nil}; if four arguments or fewer, @code{e}
346 is @code{nil}.
347
348   There is no way to have required arguments following optional
349 ones---it would not make sense.  To see why this must be so, suppose
350 that @code{c} in the example were optional and @code{d} were required.
351 Suppose three actual arguments are given; which variable would the third
352 argument be for?  Similarly, it makes no sense to have any more
353 arguments (either required or optional) after a @code{&rest} argument.
354
355   Here are some examples of argument lists and proper calls:
356
357 @smallexample
358 ((lambda (n) (1+ n))                ; @r{One required:}
359  1)                                 ; @r{requires exactly one argument.}
360      @result{} 2
361 ((lambda (n &optional n1)           ; @r{One required and one optional:}
362          (if n1 (+ n n1) (1+ n)))   ; @r{1 or 2 arguments.}
363  1 2)
364      @result{} 3
365 ((lambda (n &rest ns)               ; @r{One required and one rest:}
366          (+ n (apply '+ ns)))       ; @r{1 or more arguments.}
367  1 2 3 4 5)
368      @result{} 15
369 @end smallexample
370
371 @node Function Documentation
372 @subsection Documentation Strings of Functions
373 @cindex documentation of function
374
375   A lambda expression may optionally have a @dfn{documentation string} just
376 after the lambda list.  This string does not affect execution of the
377 function; it is a kind of comment, but a systematized comment which
378 actually appears inside the Lisp world and can be used by the XEmacs help
379 facilities.  @xref{Documentation}, for how the @var{documentation-string} is
380 accessed.
381
382   It is a good idea to provide documentation strings for all the
383 functions in your program, even those that are only called from within
384 your program.  Documentation strings are like comments, except that they
385 are easier to access.
386
387   The first line of the documentation string should stand on its own,
388 because @code{apropos} displays just this first line.  It should consist
389 of one or two complete sentences that summarize the function's purpose.
390
391   The start of the documentation string is usually indented in the source file,
392 but since these spaces come before the starting double-quote, they are not part of
393 the string.  Some people make a practice of indenting any additional
394 lines of the string so that the text lines up in the program source.
395 @emph{This is a mistake.}  The indentation of the following lines is
396 inside the string; what looks nice in the source code will look ugly
397 when displayed by the help commands.
398
399   You may wonder how the documentation string could be optional, since
400 there are required components of the function that follow it (the body).
401 Since evaluation of a string returns that string, without any side effects,
402 it has no effect if it is not the last form in the body.  Thus, in
403 practice, there is no confusion between the first form of the body and the
404 documentation string; if the only body form is a string then it serves both
405 as the return value and as the documentation.
406
407 @node Function Names
408 @section Naming a Function
409 @cindex function definition
410 @cindex named function
411 @cindex function name
412
413   In most computer languages, every function has a name; the idea of a
414 function without a name is nonsensical.  In Lisp, a function in the
415 strictest sense has no name.  It is simply a list whose first element is
416 @code{lambda}, or a primitive subr-object.
417
418   However, a symbol can serve as the name of a function.  This happens
419 when you put the function in the symbol's @dfn{function cell}
420 (@pxref{Symbol Components}).  Then the symbol itself becomes a valid,
421 callable function, equivalent to the list or subr-object that its
422 function cell refers to.  The contents of the function cell are also
423 called the symbol's @dfn{function definition}.  The procedure of using a
424 symbol's function definition in place of the symbol is called
425 @dfn{symbol function indirection}; see @ref{Function Indirection}.
426
427   In practice, nearly all functions are given names in this way and
428 referred to through their names.  For example, the symbol @code{car} works
429 as a function and does what it does because the primitive subr-object
430 @code{#<subr car>} is stored in its function cell.
431
432   We give functions names because it is convenient to refer to them by
433 their names in Lisp expressions.  For primitive subr-objects such as
434 @code{#<subr car>}, names are the only way you can refer to them: there
435 is no read syntax for such objects.  For functions written in Lisp, the
436 name is more convenient to use in a call than an explicit lambda
437 expression.  Also, a function with a name can refer to itself---it can
438 be recursive.  Writing the function's name in its own definition is much
439 more convenient than making the function definition point to itself
440 (something that is not impossible but that has various disadvantages in
441 practice).
442
443   We often identify functions with the symbols used to name them.  For
444 example, we often speak of ``the function @code{car}'', not
445 distinguishing between the symbol @code{car} and the primitive
446 subr-object that is its function definition.  For most purposes, there
447 is no need to distinguish.
448
449   Even so, keep in mind that a function need not have a unique name.  While
450 a given function object @emph{usually} appears in the function cell of only
451 one symbol, this is just a matter of convenience.  It is easy to store
452 it in several symbols using @code{fset}; then each of the symbols is
453 equally well a name for the same function.
454
455   A symbol used as a function name may also be used as a variable;
456 these two uses of a symbol are independent and do not conflict.
457
458 @node Defining Functions
459 @section Defining Functions
460 @cindex defining a function
461
462   We usually give a name to a function when it is first created.  This
463 is called @dfn{defining a function}, and it is done with the
464 @code{defun} special form.
465
466 @defspec defun name argument-list body-forms
467 @code{defun} is the usual way to define new Lisp functions.  It
468 defines the symbol @var{name} as a function that looks like this:
469
470 @example
471 (lambda @var{argument-list} . @var{body-forms})
472 @end example
473
474 @code{defun} stores this lambda expression in the function cell of
475 @var{name}.  It returns the value @var{name}, but usually we ignore this
476 value.
477
478 As described previously (@pxref{Lambda Expressions}),
479 @var{argument-list} is a list of argument names and may include the
480 keywords @code{&optional} and @code{&rest}.  Also, the first two forms
481 in @var{body-forms} may be a documentation string and an interactive
482 declaration.
483
484 There is no conflict if the same symbol @var{name} is also used as a
485 variable, since the symbol's value cell is independent of the function
486 cell.  @xref{Symbol Components}.
487
488 Here are some examples:
489
490 @example
491 @group
492 (defun foo () 5)
493      @result{} foo
494 @end group
495 @group
496 (foo)
497      @result{} 5
498 @end group
499
500 @group
501 (defun bar (a &optional b &rest c)
502     (list a b c))
503      @result{} bar
504 @end group
505 @group
506 (bar 1 2 3 4 5)
507      @result{} (1 2 (3 4 5))
508 @end group
509 @group
510 (bar 1)
511      @result{} (1 nil nil)
512 @end group
513 @group
514 (bar)
515 @error{} Wrong number of arguments.
516 @end group
517
518 @group
519 (defun capitalize-backwards ()
520   "Upcase the last letter of a word."
521   (interactive)
522   (backward-word 1)
523   (forward-word 1)
524   (backward-char 1)
525   (capitalize-word 1))
526      @result{} capitalize-backwards
527 @end group
528 @end example
529
530 Be careful not to redefine existing functions unintentionally.
531 @code{defun} redefines even primitive functions such as @code{car}
532 without any hesitation or notification.  Redefining a function already
533 defined is often done deliberately, and there is no way to distinguish
534 deliberate redefinition from unintentional redefinition.
535 @end defspec
536
537 @defun define-function name definition
538 @defunx defalias name definition
539 These equivalent special forms define the symbol @var{name} as a
540 function, with definition @var{definition} (which can be any valid Lisp
541 function).
542
543 The proper place to use @code{define-function} or @code{defalias} is
544 where a specific function name is being defined---especially where that
545 name appears explicitly in the source file being loaded.  This is
546 because @code{define-function} and @code{defalias} record which file
547 defined the function, just like @code{defun}.
548 (@pxref{Unloading}).
549
550 By contrast, in programs that manipulate function definitions for other
551 purposes, it is better to use @code{fset}, which does not keep such
552 records.
553 @end defun
554
555   See also @code{defsubst}, which defines a function like @code{defun}
556 and tells the Lisp compiler to open-code it.  @xref{Inline Functions}.
557
558 @node Calling Functions
559 @section Calling Functions
560 @cindex function invocation
561 @cindex calling a function
562
563   Defining functions is only half the battle.  Functions don't do
564 anything until you @dfn{call} them, i.e., tell them to run.  Calling a
565 function is also known as @dfn{invocation}.
566
567   The most common way of invoking a function is by evaluating a list.
568 For example, evaluating the list @code{(concat "a" "b")} calls the
569 function @code{concat} with arguments @code{"a"} and @code{"b"}.
570 @xref{Evaluation}, for a description of evaluation.
571
572   When you write a list as an expression in your program, the function
573 name is part of the program.  This means that you choose which function
574 to call, and how many arguments to give it, when you write the program.
575 Usually that's just what you want.  Occasionally you need to decide at
576 run time which function to call.  To do that, use the functions
577 @code{funcall} and @code{apply}.
578
579 @defun funcall function &rest arguments
580 @code{funcall} calls @var{function} with @var{arguments}, and returns
581 whatever @var{function} returns.
582
583 Since @code{funcall} is a function, all of its arguments, including
584 @var{function}, are evaluated before @code{funcall} is called.  This
585 means that you can use any expression to obtain the function to be
586 called.  It also means that @code{funcall} does not see the expressions
587 you write for the @var{arguments}, only their values.  These values are
588 @emph{not} evaluated a second time in the act of calling @var{function};
589 @code{funcall} enters the normal procedure for calling a function at the
590 place where the arguments have already been evaluated.
591
592 The argument @var{function} must be either a Lisp function or a
593 primitive function.  Special forms and macros are not allowed, because
594 they make sense only when given the ``unevaluated'' argument
595 expressions.  @code{funcall} cannot provide these because, as we saw
596 above, it never knows them in the first place.
597
598 @example
599 @group
600 (setq f 'list)
601      @result{} list
602 @end group
603 @group
604 (funcall f 'x 'y 'z)
605      @result{} (x y z)
606 @end group
607 @group
608 (funcall f 'x 'y '(z))
609      @result{} (x y (z))
610 @end group
611 @group
612 (funcall 'and t nil)
613 @error{} Invalid function: #<subr and>
614 @end group
615 @end example
616
617 Compare these example with the examples of @code{apply}.
618 @end defun
619
620 @defun apply function &rest arguments
621 @code{apply} calls @var{function} with @var{arguments}, just like
622 @code{funcall} but with one difference: the last of @var{arguments} is a
623 list of arguments to give to @var{function}, rather than a single
624 argument.  We also say that @code{apply} @dfn{spreads} this list so that
625 each individual element becomes an argument.
626
627 @code{apply} returns the result of calling @var{function}.  As with
628 @code{funcall}, @var{function} must either be a Lisp function or a
629 primitive function; special forms and macros do not make sense in
630 @code{apply}.
631
632 @example
633 @group
634 (setq f 'list)
635      @result{} list
636 @end group
637 @group
638 (apply f 'x 'y 'z)
639 @error{} Wrong type argument: listp, z
640 @end group
641 @group
642 (apply '+ 1 2 '(3 4))
643      @result{} 10
644 @end group
645 @group
646 (apply '+ '(1 2 3 4))
647      @result{} 10
648 @end group
649
650 @group
651 (apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
652      @result{} (a b c x y z)
653 @end group
654 @end example
655
656 For an interesting example of using @code{apply}, see the description of
657 @code{mapcar}, in @ref{Mapping Functions}.
658 @end defun
659
660 @cindex functionals
661   It is common for Lisp functions to accept functions as arguments or
662 find them in data structures (especially in hook variables and property
663 lists) and call them using @code{funcall} or @code{apply}.  Functions
664 that accept function arguments are often called @dfn{functionals}.
665
666   Sometimes, when you call a functional, it is useful to supply a no-op
667 function as the argument.  Here are two different kinds of no-op
668 function:
669
670 @defun identity arg
671 This function returns @var{arg} and has no side effects.
672 @end defun
673
674 @defun ignore &rest args
675 This function ignores any arguments and returns @code{nil}.
676 @end defun
677
678 @node Mapping Functions
679 @section Mapping Functions
680 @cindex mapping functions
681
682   A @dfn{mapping function} applies a given function to each element of a
683 list or other collection.  XEmacs Lisp has three such functions;
684 @code{mapcar} and @code{mapconcat}, which scan a list, are described
685 here.  For the third mapping function, @code{mapatoms}, see
686 @ref{Creating Symbols}.
687
688 @defun mapcar function sequence
689 @code{mapcar} applies @var{function} to each element of @var{sequence}
690 in turn, and returns a list of the results.
691
692 The argument @var{sequence} may be a list, a vector, or a string.  The
693 result is always a list.  The length of the result is the same as the
694 length of @var{sequence}.
695
696 @smallexample
697 @group
698 @exdent @r{For example:}
699
700 (mapcar 'car '((a b) (c d) (e f)))
701      @result{} (a c e)
702 (mapcar '1+ [1 2 3])
703      @result{} (2 3 4)
704 (mapcar 'char-to-string "abc")
705      @result{} ("a" "b" "c")
706 @end group
707
708 @group
709 ;; @r{Call each function in @code{my-hooks}.}
710 (mapcar 'funcall my-hooks)
711 @end group
712
713 @group
714 (defun mapcar* (f &rest args)
715   "Apply FUNCTION to successive cars of all ARGS.
716 Return the list of results."
717   ;; @r{If no list is exhausted,}
718   (if (not (memq 'nil args))              
719       ;; @r{apply function to @sc{car}s.}
720       (cons (apply f (mapcar 'car args))  
721             (apply 'mapcar* f             
722                    ;; @r{Recurse for rest of elements.}
723                    (mapcar 'cdr args)))))
724 @end group
725
726 @group
727 (mapcar* 'cons '(a b c) '(1 2 3 4))
728      @result{} ((a . 1) (b . 2) (c . 3))
729 @end group
730 @end smallexample
731 @end defun
732
733 @defun mapconcat function sequence separator
734 @code{mapconcat} applies @var{function} to each element of
735 @var{sequence}: the results, which must be strings, are concatenated.
736 Between each pair of result strings, @code{mapconcat} inserts the string
737 @var{separator}.  Usually @var{separator} contains a space or comma or
738 other suitable punctuation.
739
740 The argument @var{function} must be a function that can take one
741 argument and return a string.
742   
743 @smallexample
744 @group
745 (mapconcat 'symbol-name
746            '(The cat in the hat)
747            " ")
748      @result{} "The cat in the hat"
749 @end group
750
751 @group
752 (mapconcat (function (lambda (x) (format "%c" (1+ x))))
753            "HAL-8000"
754            "")
755      @result{} "IBM.9111"
756 @end group
757 @end smallexample
758 @end defun
759
760 @node Anonymous Functions
761 @section Anonymous Functions
762 @cindex anonymous function
763
764   In Lisp, a function is a list that starts with @code{lambda}, a
765 byte-code function compiled from such a list, or alternatively a
766 primitive subr-object; names are ``extra''.  Although usually functions
767 are defined with @code{defun} and given names at the same time, it is
768 occasionally more concise to use an explicit lambda expression---an
769 anonymous function.  Such a list is valid wherever a function name is.
770
771   Any method of creating such a list makes a valid function.  Even this:
772
773 @smallexample
774 @group
775 (setq silly (append '(lambda (x)) (list (list '+ (* 3 4) 'x))))
776 @result{} (lambda (x) (+ 12 x))
777 @end group
778 @end smallexample
779
780 @noindent
781 This computes a list that looks like @code{(lambda (x) (+ 12 x))} and
782 makes it the value (@emph{not} the function definition!) of
783 @code{silly}.
784
785   Here is how we might call this function:
786
787 @example
788 @group
789 (funcall silly 1)
790 @result{} 13
791 @end group
792 @end example
793
794 @noindent
795 (It does @emph{not} work to write @code{(silly 1)}, because this function
796 is not the @emph{function definition} of @code{silly}.  We have not given
797 @code{silly} any function definition, just a value as a variable.)
798
799   Most of the time, anonymous functions are constants that appear in
800 your program.  For example, you might want to pass one as an argument
801 to the function @code{mapcar}, which applies any given function to each
802 element of a list.  Here we pass an anonymous function that multiplies
803 a number by two:
804
805 @example
806 @group
807 (defun double-each (list)
808   (mapcar '(lambda (x) (* 2 x)) list))
809 @result{} double-each
810 @end group
811 @group
812 (double-each '(2 11))
813 @result{} (4 22)
814 @end group
815 @end example
816
817 @noindent
818 In such cases, we usually use the special form @code{function} instead
819 of simple quotation to quote the anonymous function.
820
821 @defspec function function-object
822 @cindex function quoting
823 This special form returns @var{function-object} without evaluating it.
824 In this, it is equivalent to @code{quote}.  However, it serves as a
825 note to the XEmacs Lisp compiler that @var{function-object} is intended
826 to be used only as a function, and therefore can safely be compiled.
827 Contrast this with @code{quote}, in @ref{Quoting}.
828 @end defspec
829
830   Using @code{function} instead of @code{quote} makes a difference
831 inside a function or macro that you are going to compile.  For example:
832
833 @example
834 @group
835 (defun double-each (list)
836   (mapcar (function (lambda (x) (* 2 x))) list))
837 @result{} double-each
838 @end group
839 @group
840 (double-each '(2 11))
841 @result{} (4 22)
842 @end group
843 @end example
844
845 @noindent
846 If this definition of @code{double-each} is compiled, the anonymous
847 function is compiled as well.  By contrast, in the previous definition
848 where ordinary @code{quote} is used, the argument passed to
849 @code{mapcar} is the precise list shown:
850
851 @example
852 (lambda (x) (* x 2))
853 @end example
854
855 @noindent
856 The Lisp compiler cannot assume this list is a function, even though it
857 looks like one, since it does not know what @code{mapcar} does with the
858 list.  Perhaps @code{mapcar} will check that the @sc{car} of the third
859 element is the symbol @code{*}!  The advantage of @code{function} is
860 that it tells the compiler to go ahead and compile the constant
861 function.
862
863   We sometimes write @code{function} instead of @code{quote} when
864 quoting the name of a function, but this usage is just a sort of
865 comment.
866
867 @example
868 (function @var{symbol}) @equiv{} (quote @var{symbol}) @equiv{} '@var{symbol}
869 @end example
870
871   See @code{documentation} in @ref{Accessing Documentation}, for a
872 realistic example using @code{function} and an anonymous function.
873
874 @node Function Cells
875 @section Accessing Function Cell Contents
876
877   The @dfn{function definition} of a symbol is the object stored in the
878 function cell of the symbol.  The functions described here access, test,
879 and set the function cell of symbols.
880
881   See also the function @code{indirect-function} in @ref{Function
882 Indirection}.
883
884 @defun symbol-function symbol
885 @kindex void-function
886 This returns the object in the function cell of @var{symbol}.  If the
887 symbol's function cell is void, a @code{void-function} error is
888 signaled.
889
890 This function does not check that the returned object is a legitimate
891 function.
892
893 @example
894 @group
895 (defun bar (n) (+ n 2))
896      @result{} bar
897 @end group
898 @group
899 (symbol-function 'bar)
900      @result{} (lambda (n) (+ n 2))
901 @end group
902 @group
903 (fset 'baz 'bar)
904      @result{} bar
905 @end group
906 @group
907 (symbol-function 'baz)
908      @result{} bar
909 @end group
910 @end example
911 @end defun
912
913 @cindex void function cell
914   If you have never given a symbol any function definition, we say that
915 that symbol's function cell is @dfn{void}.  In other words, the function
916 cell does not have any Lisp object in it.  If you try to call such a symbol
917 as a function, it signals a @code{void-function} error.
918
919   Note that void is not the same as @code{nil} or the symbol
920 @code{void}.  The symbols @code{nil} and @code{void} are Lisp objects,
921 and can be stored into a function cell just as any other object can be
922 (and they can be valid functions if you define them in turn with
923 @code{defun}).  A void function cell contains no object whatsoever.
924
925   You can test the voidness of a symbol's function definition with
926 @code{fboundp}.  After you have given a symbol a function definition, you
927 can make it void once more using @code{fmakunbound}.
928
929 @defun fboundp symbol
930 This function returns @code{t} if the symbol has an object in its
931 function cell, @code{nil} otherwise.  It does not check that the object
932 is a legitimate function.
933 @end defun
934
935 @defun fmakunbound symbol
936 This function makes @var{symbol}'s function cell void, so that a
937 subsequent attempt to access this cell will cause a @code{void-function}
938 error.  (See also @code{makunbound}, in @ref{Local Variables}.)
939
940 @example
941 @group
942 (defun foo (x) x)
943      @result{} x
944 @end group
945 @group
946 (foo 1)
947      @result{}1
948 @end group
949 @group
950 (fmakunbound 'foo)
951      @result{} x
952 @end group
953 @group
954 (foo 1)
955 @error{} Symbol's function definition is void: foo
956 @end group
957 @end example
958 @end defun
959
960 @defun fset symbol object
961 This function stores @var{object} in the function cell of @var{symbol}.
962 The result is @var{object}.  Normally @var{object} should be a function
963 or the name of a function, but this is not checked.
964
965 There are three normal uses of this function:
966
967 @itemize @bullet
968 @item
969 Copying one symbol's function definition to another.  (In other words,
970 making an alternate name for a function.)
971
972 @item
973 Giving a symbol a function definition that is not a list and therefore
974 cannot be made with @code{defun}.  For example, you can use @code{fset}
975 to give a symbol @code{s1} a function definition which is another symbol
976 @code{s2}; then @code{s1} serves as an alias for whatever definition
977 @code{s2} presently has.
978
979 @item
980 In constructs for defining or altering functions.  If @code{defun}
981 were not a primitive, it could be written in Lisp (as a macro) using
982 @code{fset}.
983 @end itemize
984
985 Here are examples of the first two uses:
986
987 @example
988 @group
989 ;; @r{Give @code{first} the same definition @code{car} has.}
990 (fset 'first (symbol-function 'car))
991      @result{} #<subr car>
992 @end group
993 @group
994 (first '(1 2 3))
995      @result{} 1
996 @end group
997
998 @group
999 ;; @r{Make the symbol @code{car} the function definition of @code{xfirst}.}
1000 (fset 'xfirst 'car)
1001      @result{} car
1002 @end group
1003 @group
1004 (xfirst '(1 2 3))
1005      @result{} 1
1006 @end group
1007 @group
1008 (symbol-function 'xfirst)
1009      @result{} car
1010 @end group
1011 @group
1012 (symbol-function (symbol-function 'xfirst))
1013      @result{} #<subr car>
1014 @end group
1015
1016 @group
1017 ;; @r{Define a named keyboard macro.}
1018 (fset 'kill-two-lines "\^u2\^k")
1019      @result{} "\^u2\^k"
1020 @end group
1021 @end example
1022
1023 See also the related functions @code{define-function} and
1024 @code{defalias}, in @ref{Defining Functions}.
1025 @end defun
1026
1027   When writing a function that extends a previously defined function,
1028 the following idiom is sometimes used:
1029
1030 @example
1031 (fset 'old-foo (symbol-function 'foo))
1032 (defun foo ()
1033   "Just like old-foo, except more so."
1034 @group
1035   (old-foo)
1036   (more-so))
1037 @end group
1038 @end example
1039
1040 @noindent
1041 This does not work properly if @code{foo} has been defined to autoload.
1042 In such a case, when @code{foo} calls @code{old-foo}, Lisp attempts
1043 to define @code{old-foo} by loading a file.  Since this presumably
1044 defines @code{foo} rather than @code{old-foo}, it does not produce the
1045 proper results.  The only way to avoid this problem is to make sure the
1046 file is loaded before moving aside the old definition of @code{foo}.
1047
1048   But it is unmodular and unclean, in any case, for a Lisp file to
1049 redefine a function defined elsewhere.
1050
1051 @node Inline Functions
1052 @section Inline Functions
1053 @cindex inline functions
1054
1055 @findex defsubst
1056 You can define an @dfn{inline function} by using @code{defsubst} instead
1057 of @code{defun}.  An inline function works just like an ordinary
1058 function except for one thing: when you compile a call to the function,
1059 the function's definition is open-coded into the caller.
1060
1061 Making a function inline makes explicit calls run faster.  But it also
1062 has disadvantages.  For one thing, it reduces flexibility; if you change
1063 the definition of the function, calls already inlined still use the old
1064 definition until you recompile them.  Since the flexibility of
1065 redefining functions is an important feature of XEmacs, you should not
1066 make a function inline unless its speed is really crucial.
1067
1068 Another disadvantage is that making a large function inline can increase
1069 the size of compiled code both in files and in memory.  Since the speed
1070 advantage of inline functions is greatest for small functions, you
1071 generally should not make large functions inline.
1072
1073 It's possible to define a macro to expand into the same code that an
1074 inline function would execute.  But the macro would have a limitation:
1075 you can use it only explicitly---a macro cannot be called with
1076 @code{apply}, @code{mapcar} and so on.  Also, it takes some work to
1077 convert an ordinary function into a macro.  (@xref{Macros}.)  To convert
1078 it into an inline function is very easy; simply replace @code{defun}
1079 with @code{defsubst}.  Since each argument of an inline function is
1080 evaluated exactly once, you needn't worry about how many times the
1081 body uses the arguments, as you do for macros.  (@xref{Argument
1082 Evaluation}.)
1083
1084 Inline functions can be used and open-coded later on in the same file,
1085 following the definition, just like macros.
1086
1087 @c Emacs versions prior to 19 did not have inline functions.
1088
1089 @node Related Topics
1090 @section Other Topics Related to Functions
1091
1092   Here is a table of several functions that do things related to
1093 function calling and function definitions.  They are documented
1094 elsewhere, but we provide cross references here.
1095
1096 @table @code
1097 @item apply
1098 See @ref{Calling Functions}.
1099
1100 @item autoload
1101 See @ref{Autoload}.
1102
1103 @item call-interactively
1104 See @ref{Interactive Call}.
1105
1106 @item commandp
1107 See @ref{Interactive Call}.
1108
1109 @item documentation
1110 See @ref{Accessing Documentation}.
1111
1112 @item eval
1113 See @ref{Eval}.
1114
1115 @item funcall
1116 See @ref{Calling Functions}.
1117
1118 @item ignore
1119 See @ref{Calling Functions}.
1120
1121 @item indirect-function
1122 See @ref{Function Indirection}.
1123
1124 @item interactive
1125 See @ref{Using Interactive}.
1126
1127 @item interactive-p
1128 See @ref{Interactive Call}.
1129
1130 @item mapatoms
1131 See @ref{Creating Symbols}.
1132
1133 @item mapcar
1134 See @ref{Mapping Functions}.
1135
1136 @item mapconcat
1137 See @ref{Mapping Functions}.
1138
1139 @item undefined
1140 See @ref{Key Lookup}.
1141 @end table
1142