笔记：LaTeX不快速入门

2021年7月15日

刘海洋 · LaTeX 不快速的入门 - 跟着大神学习最纯正的 LaTeX 知识_哔哩哔哩_bilibili

真的只是入门，想速成建议查找其他示例多的教程，想仔细学建议买本书从头学

0.谈谈LaTeX

0.1 历史

• Donald Knuth 编制了TEX排版系统
• Leslie Lamport 编写了一组基于TEX的宏，即LaTeX

0.2 LaTeX印象

• 写毕业论文，据说很方便
• 论文投稿要用，别的格式不要
• 写书的工具，有的老师用它
• 可以写作业、记笔记，输出PDF

0.3 LaTeX/TEX是什么？

• TEX来自于technology的希腊词根
• LATEX = Lamport TEX
• TEX是一种专业排版软件
• TEX是一种计算机宏语言。同为宏语言的有C语言预处理宏、Linux下的M4；但功能和形式更相近的是HTML+PHP
• LATEX是定义再TEX语言上的一大组宏命令。LATEX之于TEX类似HTML+CSS之于基本的HTML
• LATEX使格式化的代码转换为排版好的文档

0.4 安装并更新TEX发行版

• TEXLive，macOS，MiKTeX
• 网页在线版：https://www.overleaf.com/
• 各个大学的把你也论文模板可能需要更新TEX发行版本后才能使用。如果不要求更新，Linux环境下也可以使用软件源里的版本（APT大法）
• Index of /CTAN/systems/texlive/Images/ (ustc.edu.cn)下载名为texlive2021.iso的文件然后安装即可
• 注意预留硬盘空间，不建议装在C盘，并且安装路径不能有英文。

0.5 准备一些靠谱的教程

• 《LATEX入门》
• 《LaTeX实用教程》
• LATEX Tutorials： A Primer
• B站视频（本文开头），知乎、CSDN等社区

1.组织文档结构

1.1 编写结构化文档

• 文档组成：标题、前言、摘要、目录、正文（篇 章 节 段）、列表、公式、引用、代码、画图……文献、索引、词汇表
• LATEX支持结构化的文档编写方式，也只有具有良好结构的文档才适合实用LATEX来编写。
• 步骤：拟定主题，列出提纲，填写内容，调整格式（平时可不要在意格式）

1.2 Markdown

• 最简单的结构标记语言
• 工具：Typora
• 记笔记比较方便

1.3 LYX

• 结构化的文档写作系统
• 所见即所得
• 可以模仿LATEX大部分功能，也可以生产LATEX代码

1.4 LATEX

• 结构化文档语言
• 可以使用任意文本编辑器编写
• 推荐VScode，安装latex workshop插件

1.5 LATEX文档基本结构

• 以document环境为界，之前是导言部分，内部为正文部分，之后的部分被忽略。

• 在导言区进行格式设置，正文部分套用格式

  %%% 简单文档
  % 导言：格式设置
  \documentclass{ctexart}
  \usepackage[b5paper]{geometry}
  % 正文：填写内容
  \begin{document}
  使用 \LaTeX
  \end{docement}
  

• 文档部件：

  • 标题：\title,\auther,\date-\maketitle
  • 摘要、前言：abstract 环境/\chapter*
  • 目录：\tableofcontents
  • 章节：\chapter,\section,...
  • 附录：\appendix+\chapter或\section...
  • 文献：\bibliography
  • 索引：\printindex

• 文档划分：

  • 大型文档：\frontmatter、\mainmatter、\backmatter

    页码、标题等会随着命令变化

  • 一般文档：\appendix

  • 层次	名称	命令	说明
    -1	part	\part	可选最高层
    0	chapter	\chapter	report、book类最高层
    1	section	\section	article类最高层（一般的论文）
    2	subsection	\subsection
    3	subsubsection	\subsubsection	report,book类 默认不编号、不编目录
    4	paragraph	\paragraph	默认不编号、不编目录
    5	subparagraph	\subparagraph	默认不编号、不编目录

• 磁盘文件组织

  • 小文档将所有内容写在同一个目录中。比较大的文档，可以将文档分成多个文件，并划分文件目录结构：

    • 主文档，给出文档框架结构
    • 按内容章节划分不同的文件
    • 使用单独的类文件和格式文件设置格式
    • 用小文件隔离复杂的图表

  • 相关命令：

    • \documentclass:读入文档类文件（.cls)
    • \usepackage:读入一个格式文件——宏包（.sty）
    • \include:分页，并读入章节文件（.tex）
    • \input:读入任意的文件

  • 文档结构示例：

    % language-main.tex
    % 写的是一本书
    \documentclass{book}
    % 调用索引表功能
    \usepackage{makeidx}
    \makeidx
    \title{Languages} \auther{someone}
    \begin{document}
    \frontmatter
    \maketitle
    \tableofcontents
    \mainmatter
    \include{intro}
    \include{class}
    \backmatter
    \include{appendix}
    % 参考文献，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.填写文档内容

建议同时参考其他完整教程

2.1 LATEX基础

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

• 英文a文档rticle，中文文档ctexart

• 中文.tex文件 -->xelatex --> .pdf文件

  英文.tex文件 -->pdflatex --> .pdf文件

  为了生成目录、引用信息，往往需要若干次编译

2.1.1 语法结构

• 相比原始TEX语言，LATEX语法结构相对固定

• 命令：参数总在后面用花括号表示，用中括号表示可选参数

• 环境：\begin{env} ... \end{env}

• 注释：以%开头

2.1.2 LATEX宏：命令与环境

• 命令：以反斜线开通，可以带有零到多个参数
• 环境：\begin{env} ... \end{env}

2.2 正文文本

• 直接输入正文文本

• 用空格分开单词，换行相当于空格

• 换行敲两个回车（空一行）

• 一些符号被宏语言占用，需要转义：

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

  键盘上没有的符号用命令输入

2.3 公式

• 数学模式下字体、符号、间距与正文不同，一切数学公式都要在数学模式下输入

• $n=5$
  

• 行内公式：用一对$标示

• 显示公式：

  • 简单的不编号公式用命令\[和\]标示
  • 基本的编号公式用equation环境
  • 更复杂的结构使用amsmath宏包提供的专门数学环境。（不要使用eqnarray环境）

• 数学结构：

  • 上标：^
  • 下标：_
  • 上下画线与花括号：\overline,\underline,\overbrace,\underbrace
  • 分式：\frac{分子}{分母}
  • 根式：\sqrt[次数]{根号下}
  • 矩阵：使用amsmath宏包提供的专门矩阵环境matrix，pmatrix，bmatrix等。特别复杂的矩阵使用array环境作为表格画出
  • 其他查阅相关资料

• 数学符号：

  • 数学字母a,b,数学字体\mathbb,\mathcal等
  • 普通符号：如\infty（无限）,\angle（角）
  • 二元运算符：+，-等
  • 二元关系符：=，<等
  • 括号：<a,b>,使用\left,\right放大
  • 标点：逗号、分号（\colon）

• amsmath与mathtools

  • amsmath是基本数学工具包，mathtools是对amsmath的补充和增强

• 科技功能

  • siunitx：数字单位的一揽子解决方案（siunitx的代码有整个latex内核那么长，不要重复造轮子）
  • chemformula：编写化学式

2.4 列表与文本块：

• 列表环境

  • enumerate编号列表
  • itemize不带编号
  • description有标题

• 定理类环境

  • \newtheorem定义定理类环境，如\newtheorem{thm}{定理}[section]

  • 使用定理类环境，如：

    \begin{thm}
    一个定理
    \end{thm}
    

2.5 诗歌和引文

• verse
• quote
• quotation

2.6 抄录代码

• \verb命令，如：

  \verb|#include <stdio.h>|
  

• verbatim

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

• 高级代码：语法高亮

  • 使用listings宏包
  • minted宏包（调用Pygment）

• 算法结构

  • clrscode宏包（算法导论使用）
  • algorithm2e宏包
  • algorithmicx宏包的aigpseudocode格式

2.7 图表

• 画表格：

  • 使用tabular环境

    \begin{tabular}{|rr|}
    \hline
    输入& 输出\\ \hline
    $-2$ & 4 \\
    0 & 0 \\
    2 & 4 \\ \hline
    \end{tabular}
    

  • 使用其他工具

  • 其他多种宏包：

    • 单元格处理：multirow、makecell
    • 长表格：longtable、xtab
    • 定宽表格：xtabular
    • 表线控制：booktabs、diagbox、arydshln
    • 表列格式：array
    • 综合应用：tabu

2.8 插图

• 数据集用graphicx宏包提供的\includegraphics命令

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

• 代码画图：

  • 优先使用外部工具画图，存储为pdf格式使用latex插入

2.9 浮动体

• figure环境
• table环境
• 使用float宏包
• 浮动体标题用\caption命令得到，自动编号

2.10 自动化工具

• 目录
  • 需要多次编译
• pdf链接与书签
  • hyperref产生链接与书签
• bibtex参考文献
  • 一般文献都能查到bibtex格式
  • 设置文件格式：
    • 使用合适的.bst格式
    • natbib与作者-年格式
    • 利用custom-bib产生定制格式
    • biblatex+Biber：文献处理新方式

3.设计文档格式

3.1 基本原则

• 格式与内容分离（不要太在意细节）
• 使用内容相关的命令与环境

3.2 使用宏包

• 作用：宏包可以将可重用的代码提取出来，相当于library
• 使用forest包生成树
• 问题：可能出现兼容性问题
• 和编程使用库的原则几乎相同

3.3 格式

• 字体字号：

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

• 对齐：\centering,\raggedleft,\raggedright

• 空白间距：\hspace{2cm},\vspace{3cm}

• 版面布局：geometry宏包，fancyhdr宏包（页眉页脚）

• 分页断行：\linebreak(少用),\\

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

• 盒子：\mbox{}，\parbox{4em}{内容}、minipage

3.4 格式应用于文档

• 使用在导言区单独设置格式

  • 直接设置相关参数。如\parindent,\parskip,\linespread,\pagestyle
  • 修改部分命令定义。如\tehsection,\labelenumi,\descriptionlabel,\figurename
  • 利用工具宏包完成设置。如ctex设置中文格式，tocloft设置目录格式

• 利用自定义命令和环境

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

• 章节标题

  • ctex及文档类，中文用\ctexset,西文用titlesec

• 浮动标题

• 列表环境

  • enumitem宏包

4.个人感受

该视频仅仅大体上介绍了LaTeX怎么使用，让我们对LaTeX有一个宏观上的了解，为我们以后学好LaTeX打下了良好的基础。然而，如果我们想短时间内学会用LaTeX写论文，则不是这个视频解决的问题。