筆記：LaTeX不快速入門

2021年7月15日

劉海洋 · LaTeX 不快速的入門 - 跟著大神學(xué)習(xí)最純正的 LaTeX 知識_嗶哩嗶哩_bilibili

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0.談?wù)凩aTeX

0.1 歷史

• Donald Knuth 編制了TEX排版系統(tǒng)
• Leslie Lamport 編寫了一組基于TEX的宏瑰排，即LaTeX

0.2 LaTeX印象

• 寫畢業(yè)論文，據(jù)說很方便
• 論文投稿要用暖侨，別的格式不要
• 寫書的工具椭住，有的老師用它
• 可以寫作業(yè)、記筆記字逗，輸出PDF

0.3 LaTeX/TEX是什么京郑？

• TEX來自于technology的希臘詞根
• LATEX = Lamport TEX
• TEX是一種專業(yè)排版軟件
• TEX是一種計算機宏語言。同為宏語言的有C語言預(yù)處理宏葫掉、Linux下的M4些举；但功能和形式更相近的是HTML+PHP
• LATEX是定義再TEX語言上的一大組宏命令。LATEX之于TEX類似HTML+CSS之于基本的HTML
• LATEX使格式化的代碼轉(zhuǎn)換為排版好的文檔

0.4 安裝并更新TEX發(fā)行版

• TEXLive俭厚，macOS金拒，MiKTeX
• 網(wǎng)頁在線版：https://www.overleaf.com/
• 各個大學(xué)的把你也論文模板可能需要更新TEX發(fā)行版本后才能使用。如果不要求更新，Linux環(huán)境下也可以使用軟件源里的版本（APT大法）
• Index of /CTAN/systems/texlive/Images/ (ustc.edu.cn)下載名為texlive2021.iso的文件然后安裝即可
• 注意預(yù)留硬盤空間绪抛，不建議裝在C盤资铡，并且安裝路徑不能有英文。

0.5 準(zhǔn)備一些靠譜的教程

• 《LATEX入門》
• 《LaTeX實用教程》
• LATEX Tutorials： A Primer
• B站視頻（本文開頭）幢码，知乎笤休、CSDN等社區(qū)

1.組織文檔結(jié)構(gòu)

1.1 編寫結(jié)構(gòu)化文檔

• 文檔組成：標(biāo)題、前言症副、摘要店雅、目錄、正文（篇 章 節(jié) 段）贞铣、列表闹啦、公式、引用辕坝、代碼窍奋、畫圖……文獻、索引酱畅、詞匯表
• LATEX支持結(jié)構(gòu)化的文檔編寫方式琳袄，也只有具有良好結(jié)構(gòu)的文檔才適合實用LATEX來編寫。
• 步驟：擬定主題纺酸，列出提綱窖逗，填寫內(nèi)容，調(diào)整格式（平時可不要在意格式）

1.2 Markdown

• 最簡單的結(jié)構(gòu)標(biāo)記語言
• 工具：Typora
• 記筆記比較方便

1.3 LYX

• 結(jié)構(gòu)化的文檔寫作系統(tǒng)
• 所見即所得
• 可以模仿LATEX大部分功能餐蔬，也可以生產(chǎn)LATEX代碼

1.4 LATEX

• 結(jié)構(gòu)化文檔語言
• 可以使用任意文本編輯器編寫
• 推薦VScode碎紊，安裝latex workshop插件

1.5 LATEX文檔基本結(jié)構(gòu)

• 以document環(huán)境為界，之前是導(dǎo)言部分樊诺，內(nèi)部為正文部分矮慕，之后的部分被忽略。

• 在導(dǎo)言區(qū)進行格式設(shè)置啄骇，正文部分套用格式

  %%% 簡單文檔
  % 導(dǎo)言：格式設(shè)置
  \documentclass{ctexart}
  \usepackage[b5paper]{geometry}
  % 正文：填寫內(nèi)容
  \begin{document}
  使用 \LaTeX
  \end{docement}
  

• 文檔部件：

  • 標(biāo)題：\title,\auther,\date-\maketitle
  • 摘要痴鳄、前言：abstract 環(huán)境/\chapter*
  • 目錄：\tableofcontents
  • 章節(jié)：\chapter,\section,...
  • 附錄：\appendix+\chapter或\section...
  • 文獻：\bibliography
  • 索引：\printindex

• 文檔劃分：

  • 大型文檔：\frontmatter、\mainmatter缸夹、\backmatter

    頁碼痪寻、標(biāo)題等會隨著命令變化

  • 一般文檔：\appendix

  • 層次	名稱	命令	說明
    -1	part	\part	可選最高層
    0	chapter	\chapter	report、book類最高層
    1	section	\section	article類最高層（一般的論文）
    2	subsection	\subsection
    3	subsubsection	\subsubsection	report,book類 默認不編號虽惭、不編目錄
    4	paragraph	\paragraph	默認不編號橡类、不編目錄
    5	subparagraph	\subparagraph	默認不編號、不編目錄

• 磁盤文件組織

  • 小文檔將所有內(nèi)容寫在同一個目錄中芽唇。比較大的文檔顾画，可以將文檔分成多個文件取劫，并劃分文件目錄結(jié)構(gòu)：

    • 主文檔，給出文檔框架結(jié)構(gòu)
    • 按內(nèi)容章節(jié)劃分不同的文件
    • 使用單獨的類文件和格式文件設(shè)置格式
    • 用小文件隔離復(fù)雜的圖表

  • 相關(guān)命令：

    • \documentclass:讀入文檔類文件（.cls)
    • \usepackage:讀入一個格式文件——宏包（.sty）
    • \include:分頁研侣，并讀入章節(jié)文件（.tex）
    • \input:讀入任意的文件

  • 文檔結(jié)構(gòu)示例：

    % language-main.tex
    % 寫的是一本書
    \documentclass{book}
    % 調(diào)用索引表功能
    \usepackage{makeidx}
    \makeidx
    \title{Languages} \auther{someone}
    \begin{document}
    \frontmatter
    \maketitle
    \tableofcontents
    \mainmatter
    \include{intro}
    \include{class}
    \backmatter
    \include{appendix}
    % 參考文獻谱邪，使用一些工具管理
    \bibliography{foo}
    \printindex
    \end{document}
    

    % intro.tex
    \part{Introduction}
     \chapter{Background}
    

    % class.tex
    \part{Classification}
     \chapter{Natural Language}
     \chapter{Computer Languages}
      \section{Machine Languages}
      \section{High Level Languages}
       \subsection{Compiled Language}
       \subsection{Interpretative Language}
       \subsubsection{Lisp}
        \paragraph{Common Lisp}
        \paragraph{Scheme}
       \subsection{Perl}
    

    % appendix.tex
    \chapter{Appendix}
    
    

2.填寫文檔內(nèi)容

建議同時參考其他完整教程

2.1 LATEX基礎(chǔ)

\documentclass[UTF8]{article}
\begin{document}
Hello world!
\end{documents}

• 英文a文檔rticle，中文文檔ctexart

• 中文.tex文件 -->xelatex --> .pdf文件

  英文.tex文件 -->pdflatex --> .pdf文件

  為了生成目錄庶诡、引用信息惦银，往往需要若干次編譯

2.1.1 語法結(jié)構(gòu)

• 相比原始TEX語言，LATEX語法結(jié)構(gòu)相對固定

• 命令：參數(shù)總在后面用花括號表示末誓，用中括號表示可選參數(shù)

• 環(huán)境：\begin{env} ... \end{env}

• 注釋：以%開頭

2.1.2 LATEX宏：命令與環(huán)境

• 命令：以反斜線開通扯俱，可以帶有零到多個參數(shù)
• 環(huán)境：\begin{env} ... \end{env}

2.2 正文文本

• 直接輸入正文文本

• 用空格分開單詞，換行相當(dāng)于空格

• 換行敲兩個回車（空一行）

• 一些符號被宏語言占用喇澡，需要轉(zhuǎn)義：

  \# \$ % \& \{ \} \textbackslash

  鍵盤上沒有的符號用命令輸入

2.3 公式

• 數(shù)學(xué)模式下字體迅栅、符號、間距與正文不同晴玖，一切數(shù)學(xué)公式都要在數(shù)學(xué)模式下輸入

• $n=5$
  

• 行內(nèi)公式：用一對$標(biāo)示

• 顯示公式：

  • 簡單的不編號公式用命令\[和\]標(biāo)示
  • 基本的編號公式用equation環(huán)境
  • 更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使用amsmath宏包提供的專門數(shù)學(xué)環(huán)境读存。（不要使用eqnarray環(huán)境）

• 數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)：

  • 上標(biāo)：^
  • 下標(biāo)：_
  • 上下畫線與花括號：\overline,\underline,\overbrace,\underbrace
  • 分式：\frac{分子}{分母}
  • 根式：\sqrt[次數(shù)]{根號下}
  • 矩陣：使用amsmath宏包提供的專門矩陣環(huán)境matrix，pmatrix窜醉，bmatrix等。特別復(fù)雜的矩陣使用array環(huán)境作為表格畫出
  • 其他查閱相關(guān)資料

• 數(shù)學(xué)符號：

  • 數(shù)學(xué)字母a,b,數(shù)學(xué)字體\mathbb,\mathcal等
  • 普通符號：如\infty（無限）,\angle（角）
  • 二元運算符：+艺谆，-等
  • 二元關(guān)系符：=榨惰，<等
  • 括號：<a,b>,使用\left,\right放大
  • 標(biāo)點：逗號、分號（\colon）

• amsmath與mathtools

  • amsmath是基本數(shù)學(xué)工具包静汤，mathtools是對amsmath的補充和增強

• 科技功能

  • siunitx：數(shù)字單位的一攬子解決方案（siunitx的代碼有整個latex內(nèi)核那么長琅催，不要重復(fù)造輪子）
  • chemformula：編寫化學(xué)式

2.4 列表與文本塊：

• 列表環(huán)境

  • enumerate編號列表
  • itemize不帶編號
  • description有標(biāo)題

• 定理類環(huán)境

  • \newtheorem定義定理類環(huán)境，如\newtheorem{thm}{定理}[section]

  • 使用定理類環(huán)境虫给，如：

    \begin{thm}
    一個定理
    \end{thm}
    

2.5 詩歌和引文

• verse
• quote
• quotation

2.6 抄錄代碼

• \verb命令藤抡，如：

  \verb|#include <stdio.h>|
  

• verbatim

  \begin{verbatim}
  #include<stdio.h>
  int main() {
    puts("Hello world.");
  }
  \end{verbatim}
  

• 高級代碼：語法高亮

  • 使用listings宏包
  • minted宏包（調(diào)用Pygment）

• 算法結(jié)構(gòu)

  • clrscode宏包（算法導(dǎo)論使用）
  • algorithm2e宏包
  • algorithmicx宏包的aigpseudocode格式

2.7 圖表

• 畫表格：

  • 使用tabular環(huán)境

    \begin{tabular}{|rr|}
    \hline
    輸入& 輸出\\ \hline
    $-2$ & 4 \\
    0 & 0 \\
    2 & 4 \\ \hline
    \end{tabular}
    

  • 使用其他工具

  • 其他多種宏包：

    • 單元格處理：multirow、makecell
    • 長表格：longtable抹估、xtab
    • 定寬表格：xtabular
    • 表線控制：booktabs缠黍、diagbox、arydshln
    • 表列格式：array
    • 綜合應(yīng)用：tabu

2.8 插圖

• 數(shù)據(jù)集用graphicx宏包提供的\includegraphics命令

  \includegraphics[width=2cm]{pkulogo.pdf}
  

• 代碼畫圖：

  • 優(yōu)先使用外部工具畫圖药蜻，存儲為pdf格式使用latex插入

2.9 浮動體

• figure環(huán)境
• table環(huán)境
• 使用float宏包
• 浮動體標(biāo)題用\caption命令得到瓷式，自動編號

2.10 自動化工具

• 目錄
  • 需要多次編譯
• pdf鏈接與書簽
  • hyperref產(chǎn)生鏈接與書簽
• bibtex參考文獻
  • 一般文獻都能查到bibtex格式
  • 設(shè)置文件格式：
    • 使用合適的.bst格式
    • natbib與作者-年格式
    • 利用custom-bib產(chǎn)生定制格式
    • biblatex+Biber：文獻處理新方式

3.設(shè)計文檔格式

3.1 基本原則

• 格式與內(nèi)容分離（不要太在意細節(jié)）
• 使用內(nèi)容相關(guān)的命令與環(huán)境

3.2 使用宏包

• 作用：宏包可以將可重用的代碼提取出來，相當(dāng)于library
• 使用forest包生成樹
• 問題：可能出現(xiàn)兼容性問題
• 和編程使用庫的原則幾乎相同

3.3 格式

• 字體字號：

  • \rmfamily,\textrm{}
  • \sffamily,\texsf{}
  • \ttfamily,\textt{}
  • 字號：\Huge,\LARGE,\large,\normalsize,\small,\footnotesize,\scriptsize,\tiny
  • 中文字號：\zihao{5}\zihao{-3}

• 對齊：\centering,\raggedleft,\raggedright

• 空白間距：\hspace{2cm},\vspace{3cm}

• 版面布局：geometry宏包语泽，fancyhdr宏包（頁眉頁腳）

• 分頁斷行：\linebreak(少用),\\

                \pagebreak（少用）,\newpage,\clearpage,\cleardoublepage
  

• 盒子：\mbox{}贸典，\parbox{4em}{內(nèi)容}、minipage

3.4 格式應(yīng)用于文檔

• 使用在導(dǎo)言區(qū)單獨設(shè)置格式

  • 直接設(shè)置相關(guān)參數(shù)踱卵。如\parindent,\parskip,\linespread,\pagestyle
  • 修改部分命令定義廊驼。如\tehsection,\labelenumi,\descriptionlabel,\figurename
  • 利用工具宏包完成設(shè)置。如ctex設(shè)置中文格式，tocloft設(shè)置目錄格式

• 利用自定義命令和環(huán)境

  \newcommand\prg[1]{\textsf{#1}}
  

• 章節(jié)標(biāo)題

  • ctex及文檔類妒挎，中文用\ctexset,西文用titlesec

• 浮動標(biāo)題

• 列表環(huán)境

  • enumitem宏包

4.個人感受

該視頻僅僅大體上介紹了LaTeX怎么使用绳锅，讓我們對LaTeX有一個宏觀上的了解，為我們以后學(xué)好LaTeX打下了良好的基礎(chǔ)饥漫。然而榨呆，如果我們想短時間內(nèi)學(xué)會用LaTeX寫論文，則不是這個視頻解決的問題庸队。