LaTeX

1. Introduction

TeX: 排版引擎及其标记语言 Markup Language 的名称
- 排版引擎: 根据所输入的内容及命令, 将内容加以排版后输出的程序
  - 输出dvi格式文件
- 标记语言: 将控制命令与文本内容结合起来的语言
编译, 排版: 从TeX源代码文件生成排版后文件的过程: xelatex TEX_FILE
plain TeX: 基于TeX定义的再封装标记语言
LaTeX
- Documentation Preparation System: 基于TeX的排版系统
  - 再封装: LaTeX将控制命令翻译为plain TeX控制命令, 并交予TeX引擎执行
  - LaTeX排版引擎 = TeX + LaTeX->TeX转换程序
- Source Code - Render -> Formatted Documentation
  - tex File: Content & Format
  - tex File: Content; cls File: Format
变种排版引擎
- XeTeX: 支持UTF-8编码的再实现TeX引擎
- XeLaTeX: 基于XeTeX的支持LaTeX语言的再封装排版引擎
  - XeLaTeX = XeTeX + LaTeX->TeX转换程序
- pdfTeX: 基于TeX的直接输出pdf的再封装排版引擎
  - pdfTeX = TeX + dvi->pdf转换程序
- pdfLaTeX: 基于pdfTeX的支持LaTeX语言的再封装排版引擎
  - pdfLaTeX = pdfTeX + LaTeX->TeX转换程序
- LuaTeX: 正在开发的TeX引擎
TeX发行 (版), TeX系统, TeX套装: 包括TeX系统的一组可执行程序, 辅助程序, 宏包文档, 模板, 字体文件的集合
- TeX Live: TeX User Group出品的跨平台发行版
- MiKTeX
- CTeX发行: 基于MiKTeX的支持中文排版的发行 (已弃用)
TeXworks: TeX Live 自带TeX源代码编辑器
在TeX系统中, 每个字符处在一个盒子中, 对盒子的排版决定了字符的排版

2. 控制序列

TeX源代码文件: .tex
- 注意: 路径和文件名不能包含非ASCII字符 (如中文字符)
TeX源码中的内容并不会全部输出
注释: 从百分号%开始直到行尾的部分
- 被编译器忽略, 不会输出, 也不会影响输出效果
- 使源代码易于人类阅读
标识符
- 大小写敏感
控制序列, 命令, 标记: 反斜杠\, 标识符 (控制序列名), 包围在方括号[]中的可选参数列表, 包围在花括号{}中的参数列表组成: \NAME[OPTIONAL_ARGUMENT]{ARGUMENT}
- 不会被作为文档内容输出
- 控制输出文档的效果或输出元字符
\%: 输出%本身

3. 框架

% !TEX program = xelatex: Specify TEX Program
\documentclass[ENCODING]{DOCUMENT_CLASS}: 调用由参数指定的文档类
- ENCODING: 字符编码
  - UTF8: UTF-8编码
- 文档类: TeX系统预设的或用户自定的格式的集合
  - 文档类定义了内容的输出效果
- DOCUMENT_CLASS
  - article
  - ctexart: 通过CTeX支持中文排版
\begin{ENV}: 进入ENV环境
- 总与\end{ENV}成对出现
\end{ENV}: 退出ENV环境
- 总与\begin{ENV}成对出现
- \begin{ENV}与\end{ENV}及其之间的代码称为环境, 两控制序列的第一个必要参数ENV必须一致, 称为环境名
  - 次环境: 包含在环境中的环境
- ENV
  - document: 输出到结果文档的部分
    - 在\end{document}之后的代码是无效的

4. 导言区

导言区: \documentclass{article}与\begin{document}之间的代码
- 进行全局设置的区域
- 导言区的控制序列往往决定整篇文档的格式
\title{TITLE}: 设置标题内容为TITLE
\author{AUTHOR}: 设置作者为AUTHOR
\date{DATE}: 设置日期为DATE
\renewcommand{COMMAND}{CONTENT}: 重载命令
\addtolength{VAR}{VALUE}: 在原有基础上将VAR的值增加VALUE

4.1. 宏包

宏包, 宏集, 巨集套件: 某些常用控制序列的集合
\usepackage{PACKAGE}: 调用宏包, 即执行其中的控制序列
- 相当于将宏包中的控制序列写入源代码中
- 类似于C语言中的#include
使用CTeX宏包进行中文排版, 避免使用CJK宏包xeCJK进行中文排版
- 注意使用UTF-8编码及XeLaTeX编译器
- 使用CJK宏包进行中英文排版: 在导言区:
  - \usepackage{xeCJK}: 调用xeCJK宏包
  - \setCJKmainfont{SimSun}: 设置中文字体为宋体SimSun
    - \setCJKmainfont{FONT}
      - 定义在xeCJK中的控制序列, 用于设置CJK主字体
      - FONT: 系统字体表示名
辨析: CTeX宏包与 CTeX发行版
- CTeX宏包: LaTeX宏的集合, 包含若干文档类文件.cls和宏包文件.sty
- CTeX发行版: 过时的TeX发行版

4.2. 版面设置

4.2.1. 页边距

geometry宏包
纸张长宽: \geometry{papersize={LENGTHcm, WIDTHcm}}
页边距: \geometry{left=LEFTcm, right=RIGHTcm, top=TOPcm, bottom=BOTTOMcm}

4.2.2. 页眉页脚

fancyhdr宏包

设置页眉页脚:

\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\lhead{CONTENT}
\chead{CONTENT}
\rhead{CONTENT}
\lfoot{CONTENT}
\cfoot{CONTENT}
\rfoot{CONTENT}
\renewcommand{\headrulewidth}{HEAD_RULE_WIDTH} % 设置页眉分割线宽度, E.g.: 0pt, 0.4pt
\renewcommand{\headwidth}{\textwidth} % 设置页眉宽度为正文宽度
\renewcommand{\footrulewidth}{FOOT_RULE_WIDTH} % 设置页脚分割线宽度, E.g.: 0pt, 0.4pt
\renewcommand{\footwidth}{\textwidth} % 设置页脚宽度为正文宽度

4.2.3. 首行缩进

CTeX宏包自动控制

4.2.4. 行间距

setspace宏包
\onespacing: 行距是字号的一倍
\onehalfspacing: 行距是字号的1.5倍

4.2.5. 段间距

\parskip: 段间距
\addtolength{\parskip}{ADD}: 在原有基础上将段间距增加ADD
- ADD
  - 可正可负
  - E.g.: .4em

5. 文章

\maketitle: 插入标题
- 包括导言区中定义的标题, 作者, 日期
- 可通过titling宏包自定义标题格式
\tableofcontents: 插入目录
\textwidth: 正文宽度
\thepage: 当前页码
\today: 当日日期
\author: 文章作者
\date: 文章日期

5.1. Character Shape

Bold: \textbf{CONTENT}
Italic: \textit{CONTENT}
Underline: \underline{CONTENT}

5.2. Space

\hfill: Horizonly Fill
\vspace{LENGTH}: Vertical Space
\ , \;: 1 Space
\quad: 4 Space

5.3. List

With package enumitem:

Unordered List:

\begin{itemize}
    \item CONTENT{
    \item CONTENT}
\end{itemze}

Ordered List:

\begin{enumerate}
    \item CONTENT{
    \item CONTENT}
\end{enumerate}

List can be nested

\begin{itemize}
    \item CONTENT
    \begin{itemize}
        \item CONTENT
    \end{itemize}
\end{itemize}

5.4. 组织

Part
- \part{NAME}
  - 定义在book, ctexbook宏包中
Chapter
- \chapter{NAME}
  - 定义在report, ctexrep宏包中
Section
- \section{NAME}
- \subsection{NAME}
- \subsubsection{NAME}
Paragraph
- \paragraph{CONTENT}: 主段落, CONTENT会被加粗
- \subparagraph{CONTENT}: 次级段落, CONTENT会被加粗
- CONTENT: 段落
  - 段落中的换行符
    - 单个换行符: 输出空格
    - 连续多个换行符: 输出换行符

5.5. 数学公式

AMS LaTeX宏包: amsmath
行内 Inline 公式
- 在正文内容中插入公式
- 插入行内公式
  - 美元符: $ EQUATION $
  - 转义圆括号: $ EQUATION $
  - math环境: \begin{math} EQUATION \end{math}
行间 Display 公式
- 独立排列, 单独成行, 自动居中
- 插入无编号的行间公式:
  - 转义方括号: \[ EQUATION \]
  - displaymath环境: \begin{displaymath} EQUATION \end{displaymath}
  - equation*环境: \begin{equation*} EQUATION \end{equation*}
    - *表示该环境中公式不编号
  - 双美元符: $$ EQUATION $$
    - 不推荐: 在LaTeX中该表示将改变默认行间距
- 插入有编号的行间公式
  - equation环境: \begin{equation} EQUATION \end{equation}
公式中无需通过控制序列, 可以直接使用的符号: $+ - = ! / ( ) [ ] < > | ' : *$
- 其余符号均需要通过控制序列使用
- 空格仅作为源码中标识符的分隔符, 在输出中被忽略
公式与标点
- 行内公式的标点应放在数学模式限定符外
- 行间公式的标点应放在数学模式限定符内
字符组 Group: 将花括号内的字符序列视为一个字符: { STRING }
上下标
- 上标: [BASE]^INDEX
- 下标: [BASE]_INDEX
- 只作用于与^, _相邻的字符
  - 通过字符组作用于多个字符
多行控制
- 使用\\换行
- 使用&对齐: &所标记的位置会竖直排列

5.5.1. Control Sequence Reference

Detecify LaTeX
Space:
- 1 Letter: $A\ B$, $A;B$
- 4 Letter: $A \quad B$
$\sqrt[INDEX]{BASE}$
$\frac{SUP}{SUB}$
- 行内公式与行间公式中的显示效果不同: 行内模式分式高度为一行, 行间模式分式高度为多行
  - 强制行内模式分式: $\dfrac{SUP}{SUB}$
  - 强制行间模式分式: $\tfrac{SUP}{SUB}$
- xfrac宏包提供的\sfrac{SUP}{SUB}
- 繁分式: $\cfrac{SUP}{SUB}$
小型运算符: $\pm$, $\times$, $\div$, $\cdot$, $\cap$, $\cup$, $\geq$, $\leq$, $\neq$, $\approx$, $\equiv$, $\to$
大型运算符: $\sum$, $\prod$, $\lim$, $\int$, $\iint$, $\iiint$, $\iiiint$, $\idotsint$
- 上下标控制: 大型运算符的上下标在行内为非压缩模式以适应行高, 在行间为压缩模式
  - $\limits$: 限定前一个大型运算符的上下标为压缩模式
    - E.g.: $\sum \limits _{i=0}^{n}$
  - $\nolimits$: 限定前一个大型运算符的上下标为非压缩模式
    - E.g.: $\sum \nolimits _{i=0}^{n}$
字面定界符: $()$, $[]$, ${}$, $\langle \rangle$, amsmath宏包$\lvert \vert \rvert$, amsmath宏包$\lVert \Vert \rVert$
- 定界符大小控制: $\big$, $\Big$, $\bigg$, $\Bigg$
  - 控制紧随其后的定界符的大小
  - 可选: 通过\SIZEl, \SIZEr修饰左, 右定界符
  - E.g.: $\Bigg ($, $\Biggl ($
省略号: $\dots$, $\cdots$, $\vdots$, $\ddots$
- $\dots$与$\cdots$
  - $x_1, x_2, \dots x_n$: 有下标的序列
  - $1, 2, \cdots n$: 一般序列
矩阵: amsmath宏包的pmatrix, bmatrix, Bmatrix, vmatrix, Vmatrix, smallmatrix环境
- E.g.: $\begin{pmatrix} a & b \ c & d \end{pmatrix}$
多行公式
- 长公式
  - 无对齐: multline (有编号), multline* (无编号) 环境
    - E.g.: $\begin{multline} x = \ a + b \end{multline}$
  - 有对齐: aligned次环境 (必须包含在数学环境内)
    - E.g.: $\begin{aligned} x & = \ a & + b \end{aligned}$
- 公式组
  - 无对齐: gather (有编号), gather* (无编号) 环境
  - 有对齐: align (有编号), align* (无编号) 环境
- 分段函数: cases次环境 (必须包含在数学环境内)
  - E.g.: $y = \begin{cases} -x, x \leq 0 \ x, x > 0 \end{cases}$
- 避免使用eqnarray环境
$\int_{...}^{...}$
$\sum_{...}^{...}$
$\prod_{...}^{...}$
- Limits:$\sum\limits_{...}$
${...} \mapsto {...}$
$\mathop{}^{...}_{...}$
- ${|}^{a}_{b}$
$\underrightarrow{...}$
$\overrightarrow{...}$
$\in$
$\times$
${$
$}$
$\forall$
$\exists$
Label:

$$ \begin{equation} {..} \end{equation} $$

$\overline{...}$
$\underline{...}$
$\overbrace{...}^{...}$
$\underbrace{...}_{...}$
$\vec{Vector}$
$< \le = \ge >$
$\equiv$
$\sim$
Logic
- And:$\land$
- Or:$\lor$
- Not:$\lnot$
- Xor:$\oplus$
- Implication:$\to$, $\rightarrow$
- Equivalent:$\leftrightarrow$
  - 等值: $\Leftrightarrow$
- 推出
  - $\Rightarrow$
  - $\models$
  - $\vdash$
Enter and align
- Enter:$\$
- Align:$&$ $$ \begin{aligned} &... \ &... \ \end{aligned} $$
  - Can be nested: $$ \begin{aligned} ...:\ &...\ &\begin{aligned} ... &= ... \ &= ... \ \end{aligned}\ & ... \ \end{aligned} $$
Not:$\not$
- E.g.:$\not\equiv$
Dot
- $\cdot$
- $\cdots$
$\bullet$
$\infty$
$%$
$%< Comment >$
Set
- $\cup$
- $\cap$
- $\oslash$
$\approx$

5.6. 图片

通过graphicx宏包中的\includegraphics[width = PROPORTION\textwidth]{PIC_DIR}插入图片
- 基目录为当前源代码文件的所在目录

5.7. 表格

tabular环境
- \begin{tabular}{\|((l|c|r)\|)+}
  - {\|((l|c|r)\|)+}: 列控制
    - |: 竖线
    - 列对齐方式: 居左l, 居中c, 居右r
- \hline: 横线
- &: 分列符

E.g.:

\begin{tabular}{|l|c|r|}
    \hline
    操作系统 & 发行版 & 编辑器 \\
    \hline
    Windows & MikTeX &TexMakerX \\
    \hline
\end{tabular}

5.8. 浮动体

浮动体 Float: 自动调整位置的环境
使用浮动体: \begin{FLOAT}[POSITION], \end{FLOAT}
- FLOAT: 浮动体名称
  - figure: 图片浮动体
  - table: 表格浮动体
- POSITION: 可选位置参数
  - h, here
  - t, top
  - b, bottom
  - p, page: 单独成页/栏
\contering: 使内容在浮动体中居中
\caption{CAPTION}: 设置标题为CAPTION
\label{LABEL}: 为浮动体设置用于引用的标识符, 同时在输出文档中进行编号
- LABEL: 标识符, 通常采用TYPE:NAME的形式
  - 在文档中必须唯一
  - TYPE: 浮动体类型
    - fig
    - table
- 必须位于\caption之后
\ref{LABEL}: 引用浮动体编号
\pageref{LABEL}: 引用浮动体所在页码
~: 不换行空格 Non-Breaking Space: 确保不自动换行的空格
- 通常用法: REF_TYPE~REF_COMMAND

使用浮动体:

\begin{FLOAT}[POSITION]
\centering
CONTENT
\caption{CAPTION}
\label{LABEL}
\end{FLOAT}
% ...
\ref{LABEL}
\pageref{LABEL}

6. Document Class Definition

Define style and command of a document class
Source File: .cls
\ProvidesClass{CLASS_NAME}[DESCRIPTION]: Define class name and description
\LoadClass{CLASS_NAME}: Specify Base Class
\RequirePackage{PACKAGE}: Use Package
\[re]newcommand{COMMAND_NAME}[ARGUMENT_COUNT]{DEFINITION}
- DEFINITION: Command to execute when invoked
  - Use #NUMBER to reference NUMBERth argument
- E.g.:
  - Definition: \newcommand{\name}[1]{ \centerline{\Huge\scshape{#1}} \vspace{1.25ex}
  - Usage: \name{Daniel}

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LaTeX

1. Introduction

2. 控制序列

3. 框架

4. 导言区

4.1. 宏包

4.2. 版面设置

4.2.1. 页边距

4.2.2. 页眉页脚

4.2.3. 首行缩进

4.2.4. 行间距

4.2.5. 段间距

5. 文章

5.1. Character Shape

5.2. Space

5.3. List

5.4. 组织

5.5. 数学公式

5.5.1. Control Sequence Reference

5.6. 图片

5.7. 表格

5.8. 浮动体

6. Document Class Definition

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2. 控制序列

3. 框架

4. 导言区

4.1. 宏包

4.2. 版面设置

4.2.1. 页边距

4.2.2. 页眉页脚

4.2.3. 首行缩进

4.2.4. 行间距

4.2.5. 段间距

5. 文章

5.1. Character Shape

5.2. Space

5.3. List

5.4. 组织

5.5. 数学公式

5.5.1. Control Sequence Reference

5.6. 图片

5.7. 表格

5.8. 浮动体

6. Document Class Definition