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Latex语法

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Latex基本语法的快速入门（Updating），为自己快速查找回想指令

一. 组织文档结构

只有具有良好结构的文档，才适合使用Latex编写，因此在写之前需要将文档的组成部分分隔清晰。

1.文档基本结构

以document环境为界，document环境之前的是导言部分（格式设置），环境内部是正文部分（套用格式）。

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% 导言： 格式设置
\documentclass{ctexart}
\usepackage[b5paper]{geometry}
% 正文： 套用格式
\begin{document}
使用\Latex
\end{document}

2.文档部件

文档常见基本组成要素的命令格式：

  • 标题：\title，\author，\date——\maketitle
  • 摘要|前言：abstract环境| \chapter*
  • 目录：\tableofcontents
  • 章节：\chapter，\section
  • 附录：\appendix+\chapter，\section
  • 文献：\bibliography
  • 索引：\printindex

文档正文文本部分有不同的层级划分，类似于Word中的一级标题，二级标题，段落正文等等，层级格式的设定包含在导言区导入的类或宏包中（相应的标题格式可以在类或宏包中修改），实际在正文部分中只使用一些层级命令来实现文档划分。

层次 名称 命令 备注
-1 part（部分） \part 可选最高层
0 chapter（章） \chapter report，book类最高层
1 section（节） \section article类最高层
2 subsection（子节） \subsection report，book类
3 subsubsection（子子节） \subsubsection 默认不编号不编目录
4 paragraph（段落） \paragraph 默认不编号不编目录
5 subparagraph（子段落） \subparagraph 默认不编号不编目录

一般的科技论文模板中，较多的使用层次0-4这几个命令。

3.大型文件组织

在编写大型程序时，为了便于维护，可以将复杂的实现逻辑隔离出来，放在一个单独的模块中；也可以按程序逻辑将其划分为不同的模块，只在主函数中调用各模块接口。

使用Latex组织文件也是类似的，我们在主文档中给出文档的总体框架，按照内容划分不同的子文件，在子文件中使用单独的类文件和格式文件设置格式，为了便于维护，常将复杂的图片或者文本用小文件隔离。

在各文件中，使用\documentclass读入文档类文件（.cls），使用 \usepackage读入格式文件——宏包（.sty），使用 \include读入章节文件|独立子文件（.tex）并分页，使用 \input读入任意文件，例如：.pdf，.jpg，.png等格式文件。

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% language-main.tex
\documentclass{book}
\usepackage{makeidx}
\makeindex
\title{Languages} 
\author{someone}

\begin{document}
\frontmatter	% Divided into frontmatter,mainmatter and backmatter in a large file
\maketitle	% show title,author,date
\tableofcontents
\mainmatter
\include{intro}	% include subfile
\include{class}
\backmatter
\include{appendix}
\bibliography{foo}
\printindex
\end{document}
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% intro.tex
\part{Introduction}
\chapter{Background}
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% class.tex
\part{Classification}
	\chapter{Natural Language}
	\chapter{Computer Languages}
		\section{Machine Languages}
		\section{High Level Languages}
			\subsection{Interpretative Language} 
			\subsubsection{Lisp}
				\paragraph{Common Lisp}
				\paragraph{Scheme}
			\subsubsection{Perl}
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% appendix.tex
	\chapter{Appendix}

二. 填写文档内容

1.语法结构

Latex的语法有命令和环境两种格式

  1. 命令

    命令字在反斜杠后，必选参数在其后用花括号包裹，可选参数用中括号放在二者之间： \[ \cmd[opt]\{arg1\}\{arg2\} \]

  2. 环境

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    \begin{env}
    ...
    \end{env}

2.正文文本语法

自然段的分段是在 .tex文件中空一行。被占用的符号，例如：%，{}，[]，$等需要在前面加反斜杠 \进行转义。键盘上没有的特殊符号用命令行输入，详查 symbols文档。

查询文档的方式是在cmd命令行（Win）/ 终端（Mac|Linux）中输入：

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texdoc docname

3.公式

数学模式下的字体、符号、间距都与正文不同，一切数学公式都需要在数学模式下输入。

  • 行内（inline）公式：使用一对美元符号$...$表示

  • 行间（display）公式：

    • 无编号行间公式：使用\[ ... \]表示

    • 带编号行间公式：使用equation环境，更复杂的结构，使用amsmath宏包提供的专门数学环境

编写公式时一些简单的数学结构列举如下：

  • 上标与下标：用^和_表示
  • 上下划线与花括号：\overline, \underline, \overbrace,\underbrace
  • 分式：\frac{分子}{分母}
  • 根式：\sqrt[次数]{根号下内容}

实际中编写数学公式有如下几种方法

  1. 可以先在Word中使用其自带的MathType可视化编写公式后，再转换成Tex格式：

    方法一：在word 中选中公式，通过快捷键Alt+\键实现转换。

    方法二：选中我们需要转换的公式之后，直接点击MathType选项卡中的切换TEX即可来回切换。

    方法三：在MathType选项卡中有一个转换公式按钮，可以将MathType公式转换成很多其他的公式格式，当然我们常用的还是LaTeX 2.09 and later。

  2. 使用AxMath编辑器进行转换

  3. 使用在线网站：

    Latex在线公式编辑器：中文版1，中文版2，英文版

    截图提取公式，需要安装一个小软件：https://mathpix.com/

Note：上述工具都是辅助，准确的公式显示还需在实际环境下调试

数学公式使用的众多宏包中：

  • amsmath 是基本的数学工具包，在包含数学公式的文档中几乎无处不在。mathtools 则对 amsmath 做了一些补充和增强。
  • siunitx：数学单位的一揽子解决方案
  • mhchem：编写化学式

4.列表和文本块

  • 列表环境：带编号列表enumerate、不带编号的列表itemize、有标题的列表：description

  • 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：

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

  • 代码抄录：

    由于Latex语法中的关键字和多数程序中的代码语法相冲突，因此直接呈现代码需要特殊环境verbatim或\verb命令。前者针对大段程序抄录（display模式），后者针对小部分程序（inline模式）。

    需要注意的是：\verb命令的语法规定，其使用格式是：\verb|programs|，需要用|或其他符号分隔开来。

    实际中，为了实现语法高亮以及排版更加美观，通常使用listings宏包，配合lstlisting环境：

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    \documentclass{article}

    \usepackage{listings}

    \begin{document}
    \lstset{flexiblecolumns,numbers=left,numberstyle=\footnotesize}
    % flexiblecolums用来修改字符间距，numbers=left用于给左边加行号，numberstyle顾名思义修改数字大小。
    \begin{lstlisting}[language=C++]
    #include <stdio.h>
    int main () {
        printf("Hello world!\n");
    }
    \end{lstlisting}  
    \end{document}

    要是从文件中添加代码，可以使用：

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    \lstinputlisting[language=Python]{helloworld.py}

    当然代码高亮还可以通过引入minted宏包来定制

    （以下先暂时省略，日后再补充）

  • 算法

5.图表和浮动环境

  • 画表格：使用tabular环境，具体定制格式时，使用在线网站

  • 插图：使用graphicx宏包提供的\includegraphics命令：

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    \includegraphics[width=15cm]{foo.pdf}

  • 浮动体：图片环境——figure环境；表格环境——table环境；浮动体的标题用 \caption 命令得到，自动编号。

三. 参考文档

参考自刘海洋老师的LaTex讲座 tex_intro_talk.pdf