The Short Introduction to LaTeX2e (Chinese Simplified)

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1 一份 ( 不太 ) 简短的 L A TEX 2ε 介绍 或 110 分钟了解 L A TEX 2ε 英文作者 : Tobias Oetiker Hubert Partl, Irene Hyna and Elisabeth Schlegl 英文版本 : Version 6.2, Februrary 28, 2018 中文翻译 : CTEX 开发小组 中文版本 : 版本 6.01, 二零一九年四月

2 Copyright 2019 Chinese TEX Society. Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of the license is included in the section entitled GNU Free Documentation License.

3 中文版致谢 5.05 中文版致谢 对 lshort-zh-cn 的新一轮修订在 ChinaTEX 交流 QQ 群 ( ) 的网友支持下完成 参 与此次修订的朋友包括 : 网友 ID hello @qq.com ε @qq.com 中文版致谢 中文 TEX 学会启动的 lshort-zh-cn 修正计划! 本项计划历时八个月, 参加的朋友有 : CTEX 论坛 ID 翻译章节 zpxing 前言 第二章 第五章 & 3 第六章 Frogge 第一章 liwenjun 第三章 lijian605 第四章 gprsnl 第五章 haginile 和 Frogge 通读了全篇, 并给出了详细的勘误表 blackold 对于第二章亦有所贡献 最后由 zpxing 统筹全书 中文版致谢 本文档的翻译工作由 CTEX 版主 经典问题 倡议, 历经近十个月才得以完成 期间参与翻 译工作的朋友有 : CTEX 论坛 ID 翻译章节 源文件名 经典问题 前言 overview.tex 高原之狼 第一章 things.tex controlong 第二章 typeset.tex cxterm 第三章 math.tex, lssym.tex aloft 第四章 spec.tex ganzhi 第五章 custom.tex i

4 ii 中文版致谢 在此特向这些奉献者表示感谢!

5 英文版致谢 Much of the material used in this introduction comes from an Austrian introduction to L A TEX 2.09 written in German by: Hubert Partl <partl@mail.boku.ac.at> Zentraler Informatikdienst der Universität für Bodenkultur Wien Irene Hyna <Irene.Hyna@bmwf.ac.at> Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung Wien Elisabeth Schlegl <no > in Graz If you are interested in the German document, you can find a version updated for L A TEX 2ε by Jörg Knappen at CTAN://info/lshort/german iii

6 iv 英文版致谢 The following individuals helped with corrections, suggestions and material to improve this paper. They put in a big effort to help me get this document into its present shape. I would like to sincerely thank all of them. Naturally, all the mistakes you ll find in this book are mine. If you ever find a word that is spelled correctly, it must have been one of the people below dropping me a line. Eric Abrahamsen, Lenimar Nunes de Andrade, Eilinger August, Rosemary Bailey, Barbara Beeton, Marc Bevand, Connor Blakey, Salvatore Bonaccorso, Pietro Braione, Friedemann Brauer, Markus Brühwiler, Jan Busa, David Carlisle, Neil Carter, Carl Cerecke, Mike Chapman, Pierre Chardaire, Xingyou Chen, Christopher Chin, Diego Clavadetscher, Wim van Dam, Benjamin Deschwanden Jan Dittberner, Michael John Downes, Matthias Dreier, David Dureisseix, Hans Ehrbar, Elliot, Rockrush Engch, William Faulk, Robin Fairbairns, Johan Falk, Jörg Fischer, Frank Fischli, Daniel Flipo, Frank, Mic Milic Frederickx, David Frey, Erik Frisk, Hans Fugal, Robert Funnell, Greg Gamble, Andy Goth, Cyril Goutte, Kasper B. Graversen, Arlo Griffiths, Alexandre Guimond, Neil Hammond, Christoph Hamburger, Rasmus Borup Hansen, Joseph Hilferty, Daniel Hirsbrunner, Martien Hulsen, Björn Hvittfeldt, Morten Høgholm, Werner Icking, Eric Jacoboni, Jakob, Alan Jeffrey, Martin Jenkins, Byron Jones, David Jones, Johannes-Maria Kaltenbach, Nils Kanning, Andrzej Kawalec, Christian Kern, Alain Kessi, Axel Kielhorn, Sander de Kievit, Kjetil Kjernsmo, Tobias Klauser, Jörg Knappen, Michael Koundouros, Matt Kraai, Tobias Krewer, Flori Lambrechts, Mike Lee, Maik Lehradt, Rémi Letot, Axel Liljencrantz, Jasper Loy, Johan Lundberg, Martin Maechler, Alexander Mai, Claus Malten, Kevin Van Maren, Pablo Markin, I. J. Vera Marún, Hendrik Maryns, Chris McCormack, Aleksandar S. Milosevic, Henrik Mitsch, Stefan M. Moser, Philipp Nagele, Richard Nagy, Manuel Oetiker, Urs Oswald, Hubert Partl, Marcelo Pasin, Martin Pfister, Lan Thuy Pham, Breno Pietracci, Demerson Andre Polli, Maksym Polyakov, Nikos Pothitos, John Refling, Mike Ressler, Brian Ripley, Kurt Rosenfeld, Bernd Rosenlecher, Chris Rowley, Young U. Ryu, Risto Saarelma, András Salamon, José Carlos Santos, Christopher Sawtell, Gilles Schintgen, Craig Schlenter, Hanspeter Schmid, Baron Schwartz, Jordi Serra i Solanich, Miles Spielberg, Susan Stewart, Matthieu Stigler, Geoffrey Swindale, Laszlo Szathmary, Boris Tobotras, Josef Tkadlec, Scott Veirs, Didier Verna, Carl-Gustav Werner, Fabian Wernli, Matthew Widmann, David Woodhouse, Chris York, Rick Zaccone, Fritz Zaucker, and Mikhail Zotov.

7 前言 L A TEX [1] 是一个文档准备系统 (Document Preparing System), 它非常适用于生成高印刷质量的科技类和数学类文档 它也能够生成所有其他种类的文档, 小到简单的信件, 大到完整的书籍 L A TEX 使用 TEX [6] 作为它的排版引擎 这份短小的手册描述了 L A TEX 2ε 的使用, 对 L A TEX 的大多数应用来说应该是足够了 参考文献 [1, 2] 对 L A TEX 系统提供了完整的描述 本手册在英文版 lshort 的基础上进行了适当的重新编排, 共有八章和两篇附录 : 第一章讲述 L A TEX 的来源, 源代码的基本结构, 以及如何编译源代码生成文档 第二章讲述在 L A TEX 中如何书写文字, 包括中文 第三章讲述文档排版的基本元素 标题 目录 列表 图片 表格等等 结合前一章的内容, 你应当能够制作内容较为丰富的文档了 第四章 L A TEX 排版公式的能力是众人皆知的 本章的内容涉及了一些排版公式经常用到的命令 环境和符号 章节末尾列出了 L A TEX 常见的数学符号 第五章介绍了如何修改文档的一些基本样式, 包括字体 段落 页面尺寸 页眉页脚等 第六章介绍了 L A TEX 的一些扩展功能 : 排版参考文献 排版索引 排版带有颜色和超链接的电子文档 第七章介绍了如何在 L A TEX 里使用 TikZ 绘图 作为入门手册, 这一部分点到为止 第八章当你相当熟悉前面几章的内容, 需要自己编写命令和宏包扩展 L A TEX 的功能时, 本章介绍了一些基本的命令满足你的需求 附录 A 介绍了如何安装 TEX 发行版和更新宏包 附录 B 当新手遇到错误和需要寻求更多帮助时, 本章提供了一些基本的参考 这些章节是循序渐进的, 建议刚刚熟悉 L A TEX 的读者按顺序阅读 一定要认真阅读例子的源代码, 它们贯穿全篇手册, 包含了很多的信息 如果你已经对 L A TEX 较为熟练, 本手册的资源已不足够解决你的问题时, 请访问 Comprehensive TEX Archive Network (CTAN) 站点, 主页是 所有的宏包也可以从 mirrors.ctan.org 和遍布全球的各个镜像站点中获得 在本书中你会找到其他引用 CTAN 的地方, 形式为 CTAN:// 和之后的树状结构 引用本身是一个超链接, 点击后将打开内容在 CTAN 上相应位置的页面 要在自己的电脑上安装 TEX 发行版, 请参考附录 A 中的内容 各个操作系统下的 TEX 发行版位于 CTAN://systems v

8 vi 前言 如果你有意在这份文档中增加 删除或者改变一些内容, 请通知作者 作者对 L A TEX 初学者 的反馈特别感兴趣, 尤其是关于这份介绍哪些内容很容易理解, 哪些内容可能需要更好地解释, 而哪些内容由于太过难以理解 非常不常用而不适宜放在本手册 CTEX 开发小组 lshort 的的最新中文版本位于 CTAN://info/lshort/chinese 如果用户对其他语言的版本感兴趣, 请浏览 CTAN://info/lshort

9 目录 中文版致谢 i 英文版致谢 iii 前言 v 目录 vii 第一章 L A TEX 的基本概念 概述 TEX L A TEX L A TEX 的优缺点 第一次使用 L A TEX L A TEX 命令和代码结构 L A TEX 命令和环境 L A TEX 源代码结构 L A TEX 宏包和文档类 文档类 宏包 L A TEX 用到的文件一览 文件的组织方式 L A TEX 和 TEX 相关的术语和概念 7 第二章 用 L A TEX 排版文字 语言文字和编码 ASCII 编码 扩展编码 UTF-8 编码 排版中文 xecjk 宏包 ctex 宏包和文档类 L A TEX 中的字符 空格和分段 注释 特殊字符 连字 标点符号 特殊西文符号与重音 其它符号 L A TEX 标志 文字强调 断行和断页 单词间距和断行 手动断行和断页 断词 第三章文档元素 章节和目录 章节标题 目录 文档结构的划分 标题页 交叉引用 脚注和边注 特殊环境 列表 对齐环境 引用环境 摘要环境 代码环境 表格 列格式 列宽 横线 合并单元格 嵌套表格 行距控制 图片 盒子 水平盒子 带框的水平盒子 垂直盒子 vii

10 viii 目录 标尺盒子 浮动体 浮动体的标题 并排和子图表 第四章 排版数学公式 AMS 宏集 公式排版基础 行内和行间公式 数学模式 数学符号 一般符号 指数 上下标和导数 分式和根式 关系符 算符 巨算符 数学重音和上下括号 箭头 括号和定界符 多行公式 长公式折行 多行公式 公用编号的多行公式 数组和矩阵 公式中的间距 数学符号的字体控制 数学字母字体 数学符号的尺寸 加粗的数学符号 定理环境 L A TEX 原始的定理环境 amsthm 宏包 证明环境和证毕符号 符号表 L A TEX 普通符号 AMS 符号 第五章 排版样式设定 字体和字号 字体样式 字号 选用字体宏包 字体编码 使用 fontspec 宏包更改 字体 (xelatex) 使用 xecjk 宏包更改中 文字体 段落格式和间距 长度和长度变量 行距 段落格式 水平间距 垂直间距 页面和分栏 利用 geometry 宏包设置 页面参数 页面内容的垂直对齐 分栏 页眉页脚 基本的页眉页脚样式 手动更改页眉页脚的内容 fancyhdr 宏包 第六章 特色工具和功能 参考文献和 BIBTEX 工具 基本的参考文献和引用 BIBTEX 数据库 BIBTEX 样式 使用 BIBTEX 排版参考文献 natbib 宏包 biblatex 宏包 索引和 makeindex 工具 使用 makeindex 工具的 方法 索引项的写法 使用颜色 颜色的表达方式 带颜色的文本和盒子 使用超链接 hyperref 宏包 超链接 PDF 书签 PDF 文档属性 第七章 绘图功能 绘图语言简介 TikZ 绘图语言 TikZ 坐标和路径

11 目录 ix TikZ 绘图命令和参数 TikZ 文字结点 在 TikZ 中使用循环 第八章 自定义 L A TEX 命令和功能 自定义命令和环境 定义新命令 定义环境 编写自己的宏包和文档类 编写简单的宏包 在宏包中调用其它宏包 编写自己的文档类 计数器 定义和修改计数器 计数器的输出格式 L A TEX 中的计数器 L A TEX 可定制的一些命令和参数. 99 附录 A 安装 TEX 发行版 101 A.1 TEX 发行版简介 A.1.1 安装发行版 A.2 安装和更新宏包 A.2.1 手动安装宏包 附录 B 排除错误 寻求帮助 105 B.1 L A TEX 错误 B.2 查找帮助文档 B.3 常用宏包简介 B.3.1 文字 公式和符号 B.3.2 排版元素 B.3.3 图表和浮动体 B.3.4 修改版式 参考文献 111 GNU Free Documentation License 113 索引 119 源代码示例列表 1.1 L A TEX 的一个最简单的源代码示例 book 文档类的文档结构示例 L A TEX 默认的标题页示例和效果 fancyhdr 宏包的使用方法示例 利用 books.bib 生成参考文献的源代码 demo.tex 应用 biblatex 的示例 egbibdata.bib 和 demo.tex TikZ 绘图示例源代码和效果 宏包的一个最简示例

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13 第一章 L A TEX 的基本概念 欢迎使用 L A TEX! 本章开头用简短的篇幅介绍了 L A TEX 的来源, 然后介绍了 L A TEX 源 代码的写法, 如何编译 L A TEX 源代码生成文档, 以及理解接下来的章节所必须的一些知 识 1.1 概述 TEX TEX 是高德纳 (Donald E. Knuth) 开发的 以排版文字和数学公式为目的的软件 [6] 1977 年, 正在编写著作 计算机程序设计艺术 的高德纳, 意图扭转排版质量每况愈下的状况, 以免影响他的出书, 于是开始开发 TEX, 以发掘当时开始用于出版工业的数字印刷设备的潜力 TEX 排版引擎发布于 1982 年, 在 1989 年又加以改进以更好地支持 8-bit 字符和多语言排版 TEX 以其卓越的稳定性 跨平台 几乎没有 bug 而著称 TEX 的版本号不断趋近于 π, 当前为 TEX 读作 Tech, 其中 ch 的发音类似于 h, 与汉字 泰赫 的发音相近 TEX 的拼写来自希腊词语 τεχνική (technique, 技术 ) 的开头几个字母 在 ASCII 字符环境,TEX 写作 TeX L A TEX L A TEX 是一种格式 (format) 为免误会, 初次接触这一概念的读者可以粗略地将 L A TEX 理解成是对 TEX 的一层封装 L A TEX 使用 TEX 程序作为自己的排版引擎 L A TEX 最初的设计目标是分离内容与格式, 以便作者能够无需关注版式设计, 只需专注与内容创作就能得到高质量排版的作品 最初的开发者是 Leslie Lamport 博士 [1], 当前 L A TEX 由 L A 1 TEX3 工作组维护 L A TEX 读作 Lah-tech 或者 Lay-tech, 与汉字 拉泰赫 或 雷泰赫 的发音相近 L A TEX 在 ASCII 字符环境写作 LaTeX 当前的 L A TEX 版本为 L A TEX 2ε, 意思是超出了第二版, 但还远未没达到第三版, 在 ASCII 字符环境写作 LaTeX2e L A TEX 的优缺点经常有人喜欢对比 L A TEX 和以 Microsoft Office Word 为代表的 所见即所得 (What You See Is What You Get) 字处理工具 这种对比是没有意义的, 因为 TEX 是一个排版引擎,L A TEX 是其封装, 而 Word 是字处理工具 二者的设计目标不一致, 也各自有自己的适用范围 不过, 这里仍旧总结 L A TEX 的一些优点 : 具有专业的排版输出能力, 产生的文档看上去就像 印刷品 一样 具有方便而强大的数学公式排版能力, 无出其右者 1 1

14 2 第一章 L A TEX 的基本概念 绝大多数时候, 用户只需专注于一些组织文档结构的基础命令, 无需 ( 或很少 ) 操心文档的版面设计 很容易生成复杂的专业排版元素, 如脚注 交叉引用 参考文献 目录等 强大的可扩展性 世界各地的人开发了数以千计的 L A TEX 宏包用于补充和扩展 L A TEX 的功能 本手册附录中的 B.3 小节可见一瞥 更多的宏包参考 The L A TEX companion[2] 能够促使用户写出结构良好的文档 而这也是 L A TEX 存在的初衷 L A TEX 和 TEX 及相关软件是跨平台 免费 开源的 无论用户使用的是 Windows,macOS (OS X),GNU/Linux 还是 FreeBSD 等操作系统, 都能轻松获得和使用这一强大的排版工具, 并且获得稳定的输出 L A TEX 的缺点也是显而易见的 : 入门门槛高 本手册的副标题叫做 110 分钟了解 L A TEX 2ε, 实际上 110 是本手册正文部分 ( 包括附录 ) 的页数 如果你以平均一页一分钟的速度看完了本手册, 你只是粗窥门径而已, 离学会它还很远 不容易排查错误 L A TEX 作为一个依靠编写代码工作的排版工具, 其使用的宏语言比 C++ 或 Python 等程序设计语言在错误排查方面困难得多 它虽然能够提示错误, 但不提供调试的机制, 有时错误提示还很难理解 不容易定制样式 L A TEX 提供了一个基本上良好的样式, 为了让用户不去关注样式而专注于文档结构 但如果想要改进 L A TEX 生成的文档样式则是十分困难 相比 所见即所得 的模式有一些不便, 为了查看生成文档的效果, 用户总要不停地编译 1.2 第一次使用 L A TEX 源代码 1.1 是一份最短的 L A TEX 源代码示例 \documentclass{article} \begin{document} ``Hello world!'' from \LaTeX. \end{document} 源代码 1.1: L A TEX 的一个最简单的源代码示例 这里首先介绍如何编译使用这份源代码, 在后续小节中再介绍源代码的细节 你可以将这份源代码保存为 helloworld.tex, 而后编译 具体来说 : 如果使用 TEXworks! 或 TEXstudio 等编辑器, 你可以使用编辑器提供的 编译 按钮或者 排版 按钮 建议将编译命令设置为 XeLaTeX 如果使用命令行方式进行编译, 则需打开 Windows 命令提示符或者 Linux / macos(os X) 的终端, 在源代码所在的目录下输入命令 : xelatex helloworld 如果编译成功, 可以在 helloworld.tex 所在的目录, 看到生成的 helloworld.pdf 以及一些其它文件

15 1.3 L A TEX 命令和代码结构 L A TEX 命令和代码结构 L A TEX 的源代码为文本文件 这些文本除了文字本身, 还包括各种命令, 用在排版公式 划 分文档结构 控制样式等等不同的地方 L A TEX 命令和环境 L A 2 TEX 中命令以反斜线 \ 开头, 为以下两种形式之一 : 反斜线和后面的一串字母, 如 \LaTeX 它们以任意非字母符号( 空格 数字 标点等 ) 为界限 反斜线和后面的单个非字母符号, 如 \$ 要注意 L A TEX 命令是对大小写敏感的, 比如输入 \LaTeX 命令可以生成错落有致的 L A TEX 字母组合, 但输入 \Latex 或者 \LaTex 什么都得不到, 还会报错 ; 它们与 \LaTeX 是不同的命令 字母形式的 L A TEX 命令忽略其后的所有连续空格 如果要人为引入空格, 需要在命令后面加一对花括号阻止其忽略空格 3 : Shall we call ourselves \TeX users or \TeX{} users? Shall we call ourselves TEXusers or TEX users? 一些 L A TEX 命令可以接收一些参数, 参数的内容会影响命令的效果 L A TEX 的参数分为可选参数和必选参数 可选参数以方括号 [ 和 ] 包裹 ; 必选参数一般以花括号 { 和 } 包裹 4 还有些命令可以带一个星号 *, 带星号和不带星号的命令效果有一定差异 初次接触这些概念时, 可以粗略地把星号看作一种特殊的可选参数 L A TEX 中还包括环境, 用以令一些效果在局部生效, 或是生成特殊的文档元素 L A TEX 环境的用法为一对命令 \begin 和 \end: \begin{ environment name }[ optional arguments ]{ mandatory arguments } \end{ environment name } 其中 environment name 为环境名,\begin 和 \end 中填写的环境名应当一致 类似命令, { mandatory arguments } 和 [ optional arguments ] 为环境所需的必选和可选参数 L A TEX 环境可能需要一个或多个必选 / 可选参数, 也可能完全不需要参数 部分环境允许嵌套使用 有些命令 ( 如 \bfseries) 会对其后所有内容产生作用 若要限制其作用范围, 则需要使用分组 L A TEX 使用一对花括号 { 和 } 作为分组, 在分组中使用的命令被限制在分组内, 不会影响到分组外的内容 5 上文提到的 L A TEX 环境隐含了一个分组, 在环境中的命令被包裹在分组内 和 小节中介绍的修改字体和字号的命令用法, 即属此类 2 也叫作控制序列 (control sequence) 3 另外也可以在命令后面紧跟一个 \ 命令 ( 反斜线加空格 ), 代表插入一个间距 比如 \TeX\ user 的输出效果就是 TEX user 4 以单个字符作为命令的参数时, 可以不加括号 例如, 在数学环境下,\frac12 和 \frac{1}{2} 的效果是一样的 5 个别命令在分组内仍然会产生全局作用, 例如第 8.3 节介绍的 \setcounter 等命令

16 4 第一章 L A TEX 的基本概念 L A TEX 源代码结构 L A TEX 源代码以一个 \documentclass 命令作为开头, 它指定了文档使用的文档类 : \documentclass{...} \documentclass 命令有一个可选参数 可选参数会传递给相应的文档类, 作为文档类的参数 ( 见 1.4.1) document 环境当中的内容是文档正文 \begin{document} \section{...} 正文内容 \end{document} 在 \documentclass 和 \begin{document} 之间的位置称为导言区 在导言区中一般会使用 \usepackage 调用宏包, 以及会进行对文档的全局设置 1.4 L A TEX 宏包和文档类 本节将仔细解释在 小节中出现的宏包和文档类的概念以及详细用法 文档类文档类规定了 L A TEX 源代码所要生成的文档的性质 普通文章 书籍 演示文稿 个人简历等等 L A TEX 源代码的开头须用 \documentclass 指定文档类 : \documentclass[ options ]{ class-name } 其中 class-name 为文档类的名称, 如 L A TEX 提供的 article, book, report, 在其基础上派生的一些文档类如支持中文排版的 ctexart / ctexbook / ctexrep, 或者有其它功能的一些文档类, 如 moderncv / beamer 等 L A TEX 提供的基础文档类见表 1.1, 其中前三个习惯上称为 标准文档类 表 1.1: L A TEX 提供的基础文档类 article report book proc slides minimal 文章格式的文档类, 广泛用于科技论文 报告 说明文档等 长篇报告格式的文档类, 具有章节结构, 用于综述 长篇论文 简单的书籍等 书籍文档类, 包含章节结构和前言 正文 后记等结构 基于 article 文档类的一个简单的学术文档模板 幻灯格式的文档类, 使用无衬线字体 一个极其精简的文档类, 只设定了纸张大小和基本字号, 用作代码测试的最小工作示例 (Minimal Working Example) 可选参数 options 为文档类指定选项, 以全局地规定一些排版的参数, 如字号 纸张大小 单双面等等 比如调用 article 文档类排版文章, 指定纸张为 A4 大小, 基本字号为 11pt, 双面排版 : \documentclass[11pt,twoside,a4paper]{article}

17 1.4 L A TEX 宏包和文档类 5 L A TEX 的三个标准文档类可指定的选项包括 : 10pt, 11pt, 12pt 指定文档的基本字号 默认为 10pt a4paper, letterpaper, 指定纸张大小, 默认为美式信纸 letterpaper ( 英寸 ) 可指定选项还包括 a5paper,b5paper,executivepaper 和 legalpaper twoside, oneside 指定单面 / 双面排版 双面排版时, 奇偶页的页眉页脚 页边距不同 article 和 report 默认为 oneside,book 默认为 twoside onecolumn, twocolumn 指定单栏 / 双栏排版 默认为 onecolumn openright, openany 指定新的一章 \chapter 是在奇数页 ( 右侧 ) 开始, 还是直接紧跟着上一页开始 report 默认为 openany,book 默认为 openright 对 article 无效 landscape 指定横向排版 默认为纵向 titlepage, notitlepage 指定标题命令 \maketitle 是否生成单独的标题页 article 默认为 notitlepage,report 和 book 默认为 titlepage fleqn leqno 令行间公式左对齐 默认为居中对齐 将公式编号放在左边 默认为右边 draft, final 块 默认为 final 指定草稿 / 终稿模式 草稿模式下, 断行不良的地方会在行尾添加一个黑色方 宏包在使用 L A TEX 时, 时常需要依赖一些扩展来增强或补充 L A TEX 的功能, 比如排版复杂的表格 插入图片 增加颜色甚至超链接等等 这些扩展称为宏包 调用宏包的方法非常类似调用文档类的方法 : \usepackage[ options ]{ package-name } \usepackage 可以一次性调用多个宏包, 在 package-name 中用逗号隔开 这种用法一般不要指定选项 6 : % 一次性调用三个排版表格常用的宏包 \usepackage{tabularx, makecell, multirow} 附录 B.3 汇总了常用的一些宏包 我们在手册接下来的章节中, 也会穿插介绍一些最常用的宏包的使用方法 在使用宏包和文档类之前, 一定要首先确认它们是否安装在你的计算机中, 否则 \usepackage 等命令会报错误 详见附录 A.2 宏包 ( 包括前面所说的文档类 ) 可能定义了许多命令和环境, 或者修改了 L A TEX 已有的命令和环境 它们的用法说明记在相应宏包和文档类的帮助文档 在 Windows 命令提示符或者 Linux 终端下输入命令可查阅相应文档 : texdoc pkg-name 其中 pkg-name 是宏包或者文档类的名称 更多获得帮助的方法见附录 B.2 6 使用多个宏包时指定选项, 相当于给每个宏包指定同样的选项 如果有某个宏包不能识别指定的选项, 则会出错

18 6 第一章 L A TEX 的基本概念 1.5 L A TEX 用到的文件一览 除了源代码文件.tex 以外, 我们在使用 L A TEX 时还可能接触到各种格式的文件 本节简单介绍一下在使用 L A TEX 时能够经常见到的文件 每个宏包和文档类都是带特定扩展名的文件, 除此之外也有一些文件出现于 L A TEX 模板中 :.sty 宏包文件 宏包的名称与文件名一致.cls 文档类文件 文档类名称与文件名一致.bib BIBTEX 参考文献数据库文件.bst BIBTEX 用到的参考文献格式模板 详见 小节 L A TEX 在编译过程中除了生成.dvi 或.pdf 格式的文档外 7, 还可能会生成相当多的辅助文件和日志 一些功能如交叉引用 参考文献 目录 索引等, 需要先通过编译生成辅助文件, 然后再次编译时读入辅助文件得到正确的结果, 所以复杂的 L A TEX 源代码可能要编译多次 :.log 排版引擎生成的日志文件, 供排查错误使用.aux L A TEX 生成的主辅助文件, 记录交叉引用 目录 参考文献的引用等.toc L A TEX 生成的目录记录文件.lof L A TEX 生成的图片目录记录文件.lot L A TEX 生成的表格目录记录文件.bbl BIBTEX 生成的参考文献记录文件.blg BIBTEX 生成的日志文件.idx L A TEX 生成的供 makeindex 处理的索引记录文件.ind makeindex 处理.idx 生成的用于排版的格式化索引文件.ilg makeindex 生成的日志文件.out hyperref 宏包生成的 PDF 书签记录文件 1.6 文件的组织方式 当编写长篇文档时, 例如当编写书籍 毕业论文时, 单个源文件会使修改 校对变得十分困难 将源文件分割成若干个文件, 例如将每章内容单独写在一个文件中, 会大大简化修改和校对的工作 可参考源代码 3.1 的写法 L A TEX 提供了命令 \include 用来在源代码里插入文件 : \include{ filename } filename 为文件名, 如果和要编译的主文件不在一个目录中, 则要加上相对或绝对路径, 例如 : \include{chapters/a.tex} % 相对路径 \include{/home/bob/file.tex} % Linux/macOS 绝对路径 \include{d:/file.tex} % Windows 绝对路径, 用正斜线 7 XƎLATEX 还可能生成.xdv 文件

19 1.7 L A TEX 和 TEX 相关的术语和概念 7 filename 可以不带扩展名, 此时默认扩展名为.tex 值得注意的是 \include 在读入 filename 之前会另起一页 有的时候我们并不需要这样, 而是用 \input 命令, 它纯粹是把文件里的内容插入 : \input{ filename } 另外 L A TEX 提供了一个 \includeonly 命令来组织文件, 用于导言区, 指定只载入某些文件 : \includeonly{ filename1, filename2, } 导言区使用了 \includeonly 后, 正文中不在其列表范围的 \include 命令不会起效 最后介绍一个实用的工具宏包 syntonly 加载这个宏包后, 在导言区使用 \syntaxonly 命令, 可令 L A TEX 编译后不生成 DVI 或者 PDF 文档, 只排查错误, 编译速度会快不少 : \usepackage{syntonly} \syntaxonly 如果想生成文档, 则用 % 注释掉 \syntaxonly 命令即可 1.7 L A TEX 和 TEX 相关的术语和概念 在本章的最后有必要澄清几个概念 : 引擎全称为排版引擎, 是编译源代码并生成文档的程序, 如 pdftex XƎTEX 等 有时也称为编译器 格式是定义了一组命令的代码集 L A TEX 就是最广泛应用的一个格式, 高德纳本人还编写了一个简单的 plain TEX 格式, 没有定义诸如 \documentclass 和 \section 等等命令 编译命令是实际调用的 结合了引擎和格式的命令 如 xelatex 命令是结合 XƎTEX 引擎和 L A TEX 格式的一个编译命令 常见的引擎 格式和编译命令的关系总结于表 1.2 表 1.2: TEX 引擎 格式及其对应的编译命令 文档格式 plain TEX 格式 L A TEX 格式 TEX 引擎 DVI tex N/A pdftex 引擎 DVI etex latex PDF pdftex pdflatex XƎTEX 引擎 PDF xetex xelatex LuaTEX 引擎 PDF luatex lualatex latex 编译命令和 L A TEX 格式往往容易混淆, 在讨论关于 L A TEX 的时候需要明确 为避免混淆, 本手册中的 L A TEX 一律指的是格式, 编译命令则用等宽字体 latex 表示 在此介绍一下几个编译命令的基本特点 : latex 虽然名为 latex 命令, 底层调用的引擎其实是 pdftex 该命令生成 dvi(device Independent) 格式的文档, 用 dvipdfmx 命令可以将其转为 pdf

20 8 第一章 L A TEX 的基本概念 pdflatex 底层调用的引擎也是 pdftex, 可以直接生成 pdf 格式的文档 xelatex 底层调用的引擎是 XƎTEX, 支持 UTF-8 编码和 TrueType / OpenType 字体 当前较为方便的中文排版解决方案基于 xelatex, 详见 2.2 节 lualatex 底层调用的引擎是 LuaTEX, 这个引擎在 pdftex 引擎基础上发展而来, 除了支持 UTF-8 编码和 TrueType / OpenType 字体外, 还支持通过 Lua 语言扩展 TEX 的功能 lualatex 编译命令下的中文排版支持需要借助 luatex-ja 宏包

21 第二章 用 L A TEX 排版文字 文字是排版的基础 在介绍 L A TEX 支持的各种文档元素之前, 首先应当了解一下如何在 L A TEX 源代码中输入并排版文字, 尤其是 ( 西文中的 ) 标点符号 连字符 重音等一些细节 本文的开头首先介绍了中文的支持方式 随着 L A TEX 和底层 TEX 引擎的发展, 旧方式 (CCT CJK 等 ) 日渐退出舞台,xelatex 编译命令配合 xecjk 或 ctex 宏包的方式成为主流 2.1 语言文字和编码 L A TEX 源代码为文本文件, 而文本文件的一个至关重要的性质是它的编码 在此用尽量短的 篇幅介绍一下 ASCII 编码计算机的基本存储单位是字节 (byte), 每个字节为八位 (8-bit), 范围用十六进制写作 0x00-0xFF ASCII ( 美国通用信息交换码 ) 使用 0x00-0x7F 对文字编码, 也就是 7-bit, 能够表示 QWERTY 键盘上能够输入的拉丁字母 数字和符号 由于 TEX 最初面向英语文档的排版,ASCII 编码完全够用, 而早期版本的 TEX 也只支持 7-bit 和 ASCII 要排版西欧语系中带重音的字符, 就必须用到后文所叙述的重音命令, 如 Möbius 必须输入 M\"obius 扩展编码在 ASCII 之后, 各种语言文字都发展了自己的编码, 比如西欧语言的 Latin-1, 日本的 Shift- JIS, 中国大陆的 GB 和 GBK 等 它们之中的绝大多数都向下兼容 ASCII, 因此无论是在哪种编码下,TEX 以及 L A TEX 的命令和符号都能用 TEX 从 3.0 版开始支持 8-bit, 能够处理源代码里编码处于 0x80-0xFF 范围的字符 西欧 ( 拉丁字母 ) 俄语系 ( 西里尔字母 ) 等语言的编码方案刚好能够利用 0x80-0xFF 这个范围, 处理起来较为方便 latex 命令及 pdflatex 命令下, 这些编码的处理由 inputenc 宏包支持 比如将源代码保存为 Latin-1 编码, 并在导言区调用宏包 : \usepackage[latin1]{inputenc} 接下来,Möbius 就直接可以通过 ( 用适当输入法 ) 输入 Möbius 得到了 GBK 等编码是多字节编码,ASCII 字符为一个字节, 汉字等非 ASCII 字符为两个字节, 这就需要借助一些宏包进行较为复杂的判断和处理 CJK 宏包就是用于处理中 日 韩等多字节编码的语言文字的宏包 但 CJK 宏包的使用非常不方便, 笔者不再推荐直接使用 9

22 10 第二章用 L A TEX 排版文字 UTF-8 编码 Unicode 是一个多国字符的集合, 覆盖了几乎全球范围内的语言文字 UTF-8 是 Unicode 的一套编码方案, 一个字符可以由一个到四个字节编码, 其中单字节字符兼容 ASCII 编码 latex 命令及 pdflatex 命令下可以使用 inputenc 宏包支持 UTF-8 编码 : \usepackage[utf8]{inputenc} xelatex 和 lualatex 命令原生支持 UTF-8 编码, 而且也不适用 inputenc 宏包 将.tex 源代码保存为 UTF-8 编码, 并借助 fontspec 宏包 ( 见 小节 ) 调用适当的字体, 就可以在源代码中输入任意语言的文字 但各个语言 ( 印地语 阿拉伯语等 ) 的特殊排版要求需要更多的宏包支持, 如 babel polyglossia 等 2.2 排版中文 xecjk 宏包用 L A TEX 排版中文的一大难题是中文字体的处理 TEX 使用的字体格式仅支持不超过 256 个字符, 旧式的中文排版方案如 CJK 宏包往往需要复杂的预处理, 将中文字体拆分成数百个小字体, 非常麻烦 1 xelatex 命令支持直接使用系统安装的 TrueType (.ttf) / OpenType (.otf) 等格式的字体, 加上对 UTF-8 编码的原生支持, 免去了预处理字体的麻烦 在此基础上的 xecjk 宏包更进一步完善了排版中文的一些细节, 比如中英文之间插入空隙 中文行尾的回车不引入空格 标点符号不出现在行首, 等等 xecjk 宏包支持用简单的命令配置中文字体 举一个在 Windows 下使用 xecjk 的例子 ( 设置字体的命令详见 小节 ), 源代码须保存为 UTF-8 编码, 并使用 xelatex 命令编译 : \documentclass{article} \usepackage{xecjk} \setcjkmainfont{simsun} \begin{document} 中文 \LaTeX{} 排版 \end{document} ctex 宏包和文档类 ctex 宏包和文档类是对 CJK 和 xecjk 等宏包的进一步封装 ctex 文档类包括 ctexart / ctexrep / ctexbook, 是对 L A TEX 的三个标准文档类的封装, 对 L A TEX 的排版样式做了许多调整, 以切合中文排版风格 最新版本的 ctex 宏包 / 文档类甚至能够根据操作系统自动配置字体 比如上述例子可进一步简化为 : \documentclass{ctexart} \begin{document} 中文 \LaTeX{} 排版 \end{document} 1 现在的 pdflatex 以及 latex + dvipdfmx 命令通过字体映射的方式支持直接使用中文字体, 不需要经过预处理, 但仍然是不方便新手操作的

23 2.3 L A TEX 中的字符 11 虽然 ctex 宏包和文档类保留了对 GBK 编码以及 latex + dvipdfmx pdflatex 等旧的 编译命令的支持, 笔者建议在使用 ctex 宏包和文档类时总是将源代码保存为 UTF-8 编码, 用 xelatex 命令编译 2.3 L A TEX 中的字符 空格和分段 L A TEX 源代码中, 空格键和 Tab 键输入的空白字符视为 空格 连续的若干个空白字符视为一个空格 一行开头的空格忽略不计 行末的回车视为一个空格 ; 但连续两个回车, 也就是空行, 会将文字分段 多个空行被视为一个空行 也可以在行末使用 \par 命令分段 Several spaces equal one. Front spaces are ignored. An empty line starts a new paragraph.\par A \verb \par command also starts a new line. Several spaces equal one. Front spaces are ignored. An empty line starts a new paragraph. A \par command also starts a new line 注释 L A TEX 用 % 字符作为注释 在这个字符之后直到行末, 所有的字符都被忽略, 行末的回车也 不引入空格 This is an % short comment % --- % Long and organized % comments % --- example: Comments do not bre% ak a word. This is an example: break a word. Comments do not 特殊字符 以下字符在 L A TEX 里有特殊用途, 如 % 表示注释,$ ^ _ 等用于排版数学公式,& 用于排版表格, 等等 直接输入这些字符得不到对应的符号, 还往往会出错 : # $ % & { } _ ^ ~ \ 如果想要输入以上符号, 需要使用以下带反斜线的形式输入 : \# \$ \% \& \{ \} \_ \^{} \~{} \textbackslash # $ % & { } _ ^ ~ \ 事实上这些带反斜线的形式就是 L A TEX 命令 \^ 和 \~ 两个命令是需要带参数的, 如果不 加一对花括号 ( 空参数 ), 就将后面的字符作为参数, 形成重音效果 ( 详见 节 ) \\ 被直接 定义成了手动换行的命令, 输入反斜杠就只好用 \textbackslash

24 12 第二章用 L A TEX 排版文字 连字 西文排版中经常会出现连字 (Ligatures), 常见的有 ff / fi / fl / ffi / ffl It's difficult to find \ldots.\\ It's dif{}f{}icult to f{}ind \ldots. It s difficult to find. It s difficult to find 标点符号 中文的标点符号 ( 绝大多数为非 ASCII 字符 ) 使用中文输入法输入即可, 一般不需要过多 留意 而在英文标点符号上, 有许多需要留意的地方 引号 L A TEX 的单引号 用 ` 和 ' 输入 ; 双引号 用 `` 和 '' 输入 ( 虽然 " 也能表示双引号, 但没有合适的单个符号用来表示前双引号, 所以不常用在正文 ) ``Please press the `x' key.'' Please press the x key. 连字号和破折号 L A TEX 中有三种长度的 横线 可用 : 连字号 (hyphen) 短破折号(en-dash) 和长破折号 (em-dash) 它们分别有不同的用途: 连字号 - 用来组成复合词 ; 短破折号 用来连接数字表示范围 ; 长破折号 用来连接单词, 与中文语境中的破折号用法类似 daughter-in-law, X-rated\\ pages \\ yes---or no? daughter-in-law, X-rated pages yes or no? 省略号 L A TEX 提供了命令 \ldots 来生成省略号, 相对于直接输入三个点的方式更为合理 \ldots 和 \dots 是两个等效的命令 one, two, three, \ldots one hundred. one, two, three, one hundred. 波浪号我们在 小节中了解了 \~ 命令, 它可以用来输入波浪号, 但位置靠顶端 (\~ 命令主要用作重音, 参考下一小节 ) 西文中较少将波浪号作为标点符号使用, 通常使用中文的全角波浪号 (~) 特殊西文符号与重音 L A TEX 支持用命令输入各种西欧语言的特殊符号和重音 : H\^otel, na\"\i ve, \'el\`eve,\\ sm\o rrebr\o d,!`se\ norita!,\\ Sch\"onbrunner Schlo\ss{} Stra\ss e Hôtel, naïve, élève, smørrebrød, Se norita!, Schönbrunner Schloß Straße 更多可用的符号和重音见表 2.1 注意与 小节的数学重音区分开来

25 2.4 文字强调 13 表 2.1: L A TEX 文本中的重音和特殊字符 ò \`o ó \'o ô \^o õ \~o ō \=o ȯ \.o ö \"o o \r o ŏ \u o ǒ \v o ő \H o o \c o ọ \d o o \b o oo \t{oo} œ \oe Œ \OE æ \ae Æ \AE å \aa Å \AA ß \ss ø \o Ø \O ł \l Ł \L ı \i ȷ \j!`?` 前四行实际上都是带一个参数的命令 \^o 也可以写作 \^{o}, 以此类推 其它符号 L A TEX 预定义了其它一些文本模式的符号, 部分符号可参考表 4.4 \P{} \S{} \dag{} \ddag{} \copyright{} \pounds{} \textasteriskcentered \textperiodcentered \textbullet \textregistered{} \texttrademark 更多的符号多由特定的宏包支持 参考文献 [15] 搜集了所有在 TEX 发行版中可用的符号, 使用时要留意每个符号所依赖的宏包 L A TEX 标志 我们见到的所有错落有致的 L A TEX 标志都是由以下命令输入的 : TEX L A TEX L A TEX 2ε \TeX \LaTeX \LaTeXe 2.4 文字强调 强调文字的方法, 要么是添加下划线等装饰物, 要么是改变文字的字体 L A TEX 定义了 \underline 命令用来为文字添加下划线 : An \underline{underlined} text. An underlined text. \underline 命令生成下划线的样式比较机械, 不同的单词可能生成高低各异的下划线, 并 且无法换行 ulem 宏包解决了这一问题, 它提供的 \uline 命令能够轻松生成自动换行的下划 线 :

26 14 第二章用 L A TEX 排版文字 An example of \uline{some long and underlined words.} An example of some long and underlined words. \emph 命令用来将文字变为斜体以示强调 如果在本身已经用 \emph 命令强调的文字内部 嵌套使用 \emph 命令, 内部则使用直立体文字 : Some \emph{emphasized words, including \emph{double-emphasized} words}, are shown here. Some emphasized words, including doubleemphasized words, are shown here. 如果需要用其它字体表示强调, 可参考后文的 小节 2.5 断行和断页 L A TEX 将文字段落在合适的位置进行断行, 尽可能做到每行的宽度一致, 并且单词间距匀称 文字段落和公式 图表等内容从上到下顺序排布, 并在合适的位置断页, 分割成匀称的页面 在绝大多数时候, 我们无需自己操心断行和断页 但偶尔会遇到需要手工调整的地方 单词间距和断行在西文排版实践中, 断行的位置尽可能选取在两个单词之间, 也就是用户在源文件中输入的 空格 2 这个 空格 通常生成一个间距, 它会根据行宽和上下文自动调整, 文字密一些的地方, 单词间距就略窄, 反之略宽 我们可以使用字符 ~ 在合适的位置插入一个不会断行的空格 ( 高德纳称之为 tie, 带子 ), 通常用在英文人名 图表名称等场景 : Fig.~2a \\ Donale~E. Knuth Fig. 2a Donale E. Knuth 手动断行和断页如果我们确实需要手动断行, 可使用如下命令 : \\[ length ] \newline 它们有两点区别 : 一是 \\ 可以带可选参数 length, 用于在换行处向下增加垂直间距 ( 见 小节 ), 而 \newline 不带可选参数 ; 二是 \\ 也在表格 公式等地方用于分行, 而 \newline 只用于文本段落中 断页的命令有两个 : \newpage or \clearpage 通常情况下两个命令都能起到另起一页的作用, 但有一些区别 : 一是在双栏排版中 \newpage 只起到另起一栏的作用 ; 二是涉及到浮动体的排版上行为不同 后文的 3.9 节以及 小节会更详细地介绍相关内容 有时候我们不满足于 L A TEX 默认的断行和断页位置, 需要进行微调, 就要用以下命令告诉 L A TEX 哪些地方适合断页, 哪些地方不适合 : 2 中文排版实现汉字间断行, 则需要宏包 ( 如 xecjk 等 ) 或排版引擎 ( 如 uplatex) 的支持

27 2.5 断行和断页 15 \linebreak[ n ] \pagebreak[ n ] \nolinebreak[ n ] \nopagebreak[ n ] 以上命令都带一个可选参数, 用数字 n 代表适合 / 不适合的程度, 取值范围为 0-4, 不带可选参数时, 缺省为 4 比如 \linebreak[3] 意味着此处在断行时优先考虑 ;\nopagebreak 或 \nopagebreak[4] 意味着禁止在此处断页 以上命令适合给出优先考虑断行断页 / 禁止断行断页的位置, 但不适合直接拿来断行或断页, 使用 \newline 或 \newpage 等是更好的选择 断词如果 L A TEX 遇到了很长的英文单词, 仅在单词之间的位置断行无法生成宽度匀称的行时, 就要考虑从单词中间断开 对于绝大部分单词,L A TEX 能够找到合适的断词位置, 在断开的行尾加上连字符 - 如果一些单词没能自动断词, 我们可以在单词内手动使用 \- 命令指定断词的位置 : I think this is: su\-per\-cal\-% i\-frag\-i\-lis\-tic\-ex\-pi\-% al\-i\-do\-cious. I think this is: supercalifragilisticexpialidocious. 3 \newline 和 \newpage 会在断行 / 断页位置正确添加空白, 但 \linebreak 和 \pagebreak 不能, 它们的强行断行 / 断 页会导致 LATEX 报 Underfull \hbox 等警告

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29 第三章 文档元素 在知道了如何输入文字后, 我们将在本章了解一个结构化的文档所依赖的各种元 素 章节 目录 列表 图表 交叉引用 脚注等等 3.1 章节和目录 章节标题一篇结构化的 条理清晰文档一定是层次分明的, 通过不同的命令分割为章 节 小节 三个标准文档类 article report 和 book 1 提供了划分章节的命令 : \chapter{ title } \section{ title } \subsection{ title } \subsubsection{ title } \paragraph{ title } \subparagraph{ title } 其中 \chapter 只在 book 和 report 文档类有定义 这些命令生成章节标题, 并能够自动编号 除此之外 L A TEX 还提供了 \part 命令, 用来将整个文档分割为大的分块, 但不影响 \chapter 或 \section 等的编号 上述命令除了生成带编号的标题之外, 还向目录中添加条目, 并影响页眉页脚的内容 ( 详见 5.4 节 ) 每个命令有两种变体: 带可选参数的变体 :\section[ short title ]{ title } 标题使用 title 参数, 在目录和页眉页脚中使用 short title 参数 ; 带星号的变体 :\section*{ title } 标题不带编号, 也不生成目录项和页眉页脚 较低层次如 \paragraph 和 \subparagraph 即使不用带星号的变体, 生成的标题默认也不带编号, 事实上, 除 \part 外 : article 文档类带编号的层级为 \section / \subsection / \subsubsection 三级 ; report/book 文档类带编号的层级为 \chapter / \section / \subsection 三级 对此的详细解释和调整方法见 小节 L A TEX 及标准文档类并未提供为 \section 等章节命令定制格式的功能, 这一功能由 titlesec 宏包提供 详情请参考宏包的帮助文档 1 千万注意是标准文档类, 其它文档类, 如果不是从标准文档类衍生而来, 很可能没有定义或只定义了一部分命令, 如 beamer 或 moderncv 等 17

30 18 第三章文档元素 目录在 L A TEX 中生成目录非常容易, 只需在合适的地方使用命令 : \tableofcontents 这个命令会生成单独的一章 (book / report) 或一节 (article), 标题默认为 Contents, 可通过 8.4 节给出的方法定制标题 \tableofcontents 生成的章节默认不写入目录 (\section* 或 \chapter*), 可使用 tocbibind 等宏包修改设置 正确生成目录项, 一般需要编译两次源代码 有时我们使用了 \chapter* 或 \section* 这样不生成目录项的章节标题命令, 而又想手动生成该章节的目录项, 可以在标题命令后面使用 : \addcontentsline{toc}{ level }{ title } 其中 level 为章节层次 chapter 或 section 等, title 为出现于目录项的章节标题 titletoc tocloft 等宏包提供了具体定制目录项格式的功能, 详情请参考宏包的帮助文档 文档结构的划分所有标准文档类都提供了一个 \appendix 命令将正文和附录分开 2, 使用 \appendix 后, 最高一级章节改为使用拉丁字母编号, 从 A 开始 book 文档类还提供了前言 正文 后记结构的划分命令 : \frontmatter 前言部分, 页码为小写罗马字母格式 ; 其后的 \chapter 不编号 \mainmatter 正文部分, 页码为阿拉伯数字格式, 从 1 开始计数 ; 其后的章节编号正常 \backmatter 后记部分, 页码格式不变, 继续正常计数 ; 其后的 \chapter 不编号 以上三个命令还可和 \appendix 命令结合, 生成有前言 正文 附录 后记四部分的文档 源代码 3.1 结合 1.6 节的 \include 命令和其它一些命令示意了一份完整的文档结构 3.2 标题页 L A TEX 支持生成简单的标题页 首先需要给定标题和作者等信息 : \title{ title } \author{ author } \date{ date } 其中前两个命令是必须的 ( 不用 \title 会报错 ; 不用 \author 会警告 ),\date 命令可选 L A TEX 还提供了一个 \today 命令自动生成当前日期,\date 默认使用 \today 在 \title \author 等命令内可以使用 \thanks 命令生成标题页的脚注, 用 \and 隔开多个人名 在信息给定后, 就可以使用 \maketitle 命令生成一个简单的标题页了 源代码 3.2 给出了一个标题页的示例和大致效果 article 文档类的标题默认不单独成页, 而 report 和 book 默认单独成页 可在 \documentclass 命令调用文档类时指定 titlepage / notitlepage 选项以修改默认的行为 L A TEX 标准类还提供了一个简单的 titlepage 环境, 生成不带页眉页脚的一页 用户可以在这个环境中使用各种排版元素自由发挥, 生成自定义的标题页以替代 \maketitle 命令 甚至可以利用 titlepage 环境重新定义 \maketitle: 2 有的参考文档可能使用 \begin {appendix} \end {appendix} 这样的写法, 虽然有效, 但并不规范, 只要使用 \appendix 命令就够了

31 3.2 标题页 19 \documentclass[...]{book} % 导言区, 加载宏包和各项设置, 包括参考文献 索引等 \usepackage{...} \usepackage{makeidx} \makeindex \bibliographystyle{...} \begin{document} \frontmatter \maketitle % 标题页 \include{preface} % 前言章节 preface.tex \tableofcontents \mainmatter \include{chapter1} % 第一章 chapter1.tex \include{chapter2} % 第二章 chapter2.tex... \appendix \include{appendixa} % 附录 A appendixa.tex... \backmatter \include{prologue} % 后记 prologue.tex \bibliography{...} % 利用 BibTeX 工具生成参考文献 \printindex % 利用 makeindex 工具生成索引 \end{document} 源代码 3.1: book 文档类的文档结构示例 \title{test title} \author{ Mary\thanks{ *****@***.com} \and Ted\thanks{Corresponding author} \and Louis} \date{\today} Test title *****@***.com Corresponding author Mary Ted Louis September 10, 2015 源代码 3.2: L A TEX 默认的标题页示例和效果

32 20 第三章文档元素 \renewcommand{\maketitle}{\begin{titlepage}... % 用户自定义命令 \end{titlepage}} 事实上, 为标准文档类指定了 titlepage 选项以后, 使用 \maketitle 命令生成的标题页就是一个 titlepage 环境 以上是 L A TEX 标准文档类的标题页相关命令用法 在各种文档模板中经常有自定义的标题页, 有可能需要除了 \title 和 \author 以外的命令给定信息, 用法也可能与标准文档类的不一致 ( 甚至有些模板可能没有定义 titlepage 等环境 ) 使用文档模板前一定要仔细阅读文档模板的帮助文档 3.3 交叉引用 交叉引用是 L A TEX 强大的自动排版功能的体现之一 在能够被交叉引用的地方, 如章节 公式 图表 定理等位置使用 \label 命令 : \label{ label-name } 之后可以在别处使用 \ref 或 \pageref 命令, 分别生成交叉引用的编号和页码 : \ref{ label-name } \pageref{ label-name } A reference to this subsection \label{sec:this} looks like: ``see section~\ref{sec:this} on page~\pageref{sec:this}.'' A reference to this subsection looks like: see section 3.3 on page 20. 为了生成正确的交叉引用, 一般也需要多次编译源代码 \label 命令可用于记录各种类型的交叉引用, 使用位置分别为 : 章节标题在章节标题命令 \section 等之后紧接着使用 行间公式单行公式在公式内任意位置使用 ; 多行公式在每一行公式的任意位置使用 有序列表在 enumerate 环境的每个 \item 命令之后 下一个 \item 命令之前任意位置使用 图表标题在图表标题命令 \caption 之后紧接着使用 定理环境在定理环境内部任意位置使用 在使用不记编号的命令形式 (\section* \caption* 带可选参数的 \item 命令等 ) 时不要使用 \label 命令, 否则生成的引用编号不正确 3.4 脚注和边注 使用 \footnote 命令可以在页面底部生成一个脚注 : \footnote{ footnote } 假如我们输入以下文字和命令 : 天地玄黄, 宇宙洪荒 日月盈昃, 辰宿列张 \footnote{ 出自 千字文 }

33 3.5 特殊环境 21 在正文中则为 : 天地玄黄, 宇宙洪荒 日月盈昃, 辰宿列张 3 有些情况下 ( 比如在表格环境 各种盒子内 ) 使用 \footnote 并不能正确生成脚注 我们可以分两步进行, 先使用 \footnotemark 为脚注计数, 再在合适的位置用 \footnotetext 生成脚注 比如 : \begin{tabular}{l} \hline 天地玄黄, 宇宙洪荒 日月盈昃, 辰宿列张 \footnotemark \\ \hline \end{tabular} \footnotetext{ 表格里的名句出自 千字文 } 效果为 : 天地玄黄, 宇宙洪荒 日月盈昃, 辰宿列张 4 使用 \marginpar 命令可在边栏位置生成边注 : \marginpar[ left-margin ]{ right-margin } 如果只给定了 right-margin, 那么边注在奇偶数页文字相同 ; 如果同时给定了 left-margin, 则偶数页使用 left-margin 的文字 例如以下代码 : \marginpar{\footnotesize 边注较窄, 不要写过多文字, 最好设置较小的字号 } 其效果见边栏 3.5 特殊环境 边注较窄, 不要写过 多文字 最好设置较 小的字号 列表 L A TEX 提供了基本的有序和无序列表环境 enumerate 和 itemize, 两者的用法很类似, 都用 \item 标明每个列表项 enumerate 环境会自动对列表项编号 \begin{enumerate} \item \end{enumerate} 其中 \item 可带一个可选参数, 将有序列表的计数或者无序列表的符号替换成自定义的符号 列表可以嵌套使用, 最多嵌套四层 \begin{enumerate} \item An item. \begin{enumerate} \item A nested item.\label{itref} \item[*] A starred item. \end{enumerate} \item Reference(\ref{itref}). \end{enumerate} 1. An item. (a) A nested item. * A starred item. 2. Reference(1a). 3 出自 千字文 4 表格里的名句出自 千字文

34 22 第三章文档元素 \begin{itemize} \item An item. \begin{itemize} \item A nested item. \item[+] A `plus' item. \item Another item. \end{itemize} \item Go back to upper level. \end{itemize} An item. A nested item. + A plus item. Another item. Go back to upper level. 关键字环境 description 的用法与以上两者类似, 不同的是 \item 后的可选参数用来写关键字, 以粗体显示, 一般是必填的 : \begin{description} \item[ item title ] \end{description} \begin{description} \item[enumerate] Numbered list. \item[itemize] Non-numbered list. \end{description} Enumerate Numbered list. Itemize Non-numbered list. 们 : 各级无序列表的符号由命令 \labelitemi 到 \labelitemiv 定义, 可以简单地重新定义它 \renewcommand{\labelitemi}{\ddag} \renewcommand{\labelitemii}{\dag} \begin{itemize} \item First item \begin{itemize} \item Subitem \item Subitem \end{itemize} \item Second item \end{itemize} First item Subitem Subitem Second item 有序列表的符号由命令 \labelenumi 到 \labelenumiv 定义, 重新定义这些命令需要用到 8.3 节的计数器相关命令 : \renewcommand{\labelenumi}% {\Alph{enumi}>} \begin{enumerate} \item First item \item Second item \end{enumerate} A> First item B> Second item 默认的列表间距比较宽,L A TEX 本身也未提供方便的定制功能, 可用 enumitem 宏包定制各 种列表间距 enumitem 宏包还提供了对列表标签 引用等的定制 有兴趣的读者可参考其帮助 文档

35 3.5 特殊环境 对齐环境 center flushleft 和 flushright 环境分别用于生成居中 左对齐和右对齐的文本环境 \begin{center} \end{center} \begin{flushleft} \end{flushleft} \begin{flushright} \end{flushright} \begin{center} Centered text using a \verb center environment. \end{center} \begin{flushleft} Left-aligned text using a \verb flushleft environment. \end{flushleft} \begin{flushright} Right-aligned text using a \verb flushright environment. \end{flushright} Centered text using a center environment. Left-aligned text using a flushleft environment. Right-aligned text using a flushright environment. 除此之外, 还可以用以下命令直接改变文字的对齐方式 : \centering \raggedright \raggedleft \centering Centered text paragraph. \raggedright Left-aligned text paragraph. \raggedleft Right-aligned text paragraph. Centered text paragraph. Left-aligned text paragraph. Right-aligned text paragraph. 三个命令和对应的环境经常被误用, 有直接用所谓 \flushleft 命令或者 raggedright 环境的, 都是不甚严格的用法 ( 即使它们可能有效 ) 有一点可以将两者区分开来:center 等环境会在上下文产生一个额外间距, 而 \centering 等命令不产生, 只是改变对齐方式 比如在浮动体环境 table 或 figure 内实现居中对齐, 用 \centering 命令即可, 没必要再用 center 环境 引用环境 L A TEX 提供了两种引用的环境 :quote 用于引用较短的文字, 首行不缩进 ;quotation 用于 引用若干段文字, 首行缩进 引用环境较一般文字有额外的左右缩进 Francis Bacon says: \begin{quote} Knowledge is power. \end{quote} Francis Bacon says: Knowledge is power.

36 24 第三章文档元素 木兰诗 : \begin{quotation} 万里赴戎机, 关山度若飞 朔气传金柝, 寒光照铁衣 将军百战死, 壮士十年归 归来见天子, 天子坐明堂 策勋十二转, 赏赐百千强 \end{quotation} 木兰诗 : 万里赴戎机, 关山度若飞 朔气传金柝, 寒光照铁衣 将军百战死, 壮士十年归 归来见天子, 天子坐明堂 策勋十二转, 赏赐百千强 verse 用于排版诗歌, 与 quotation 恰好相反,verse 是首行悬挂缩进的 Rabindranath Tagore's short poem: \begin{verse} Beauty is truth's smile when she beholds her own face in a perfect mirror. \end{verse} Rabindranath Tagore s short poem: Beauty is truth s smile when she beholds her own face in a perfect mirror 摘要环境摘要环境 abstract 默认只在标准文档类中的 article 和 report 文档类可用, 一般用于紧跟 \maketitle 命令之后介绍文档的摘要 如果文档类指定了 titlepage 选项, 则单独成页 ; 反之, 单栏排版时相当于一个居中的小标题加一个 quotation 环境, 双栏排版时相当于 \section* 定义的一节 代码环境 有时我们需要将一段代码原样转义输出, 这就要用到代码环境 verbatim, 它以等宽字体排 版代码, 回车和空格也分别起到换行和空位的作用 ; 带星号的版本更进一步将空格显示成 \begin{verbatim} #include <iostream> int main() { std::cout << "Hello, world!" << std::endl; return 0; } \end{verbatim} #include <iostream> int main() { std::cout << "Hello, world!" << std::endl; return 0; } \begin{verbatim*} for (int i=0; i<4; ++i) printf("number %d\n",i); \end{verbatim*} for (int i=0; i<4; ++i) printf("number %d\n",i); 要排版简短的代码或关键字, 可使用 \verb 命令 : \verb delim code delim

37 3.6 表格 25 delim 标明代码的分界位置, 前后必须一致, 除字母 空格或星号外, 可任意选择使得不 与代码本身冲突, 习惯上使用 符号 同 verbatim 环境,\verb 后也可以带一个星号, 以显示空格 : \verb \LaTeX \\ \verb+(a b)+ \verb*+(a b)+ \LaTeX (a b) (a b) \verb 命令对符号的处理比较复杂, 一般不能用在其它命令的参数里, 否则多半会出错 verbatim 宏包优化了 verbatim 环境的内部命令, 并提供了 \verbatiminput 命令用来直接读入文件生成代码环境 fancyvrb 宏包提供了可定制格式的 Verbatim 环境 ;listings 宏包更进一步, 可生成关键字高亮的代码环境, 支持各种程序设计语言的语法和关键字 详情请参考各自的帮助文档 3.6 表格 L A TEX 里排版表格不如 Word 等所见即所得的工具简便和自由, 不过对于不太复杂的表格来讲, 完全能够胜任 排版表格最基本的 tabular 环境用法为 : \begin{tabular}{ column-spec } item1 & item2 & \\ \hline item1 & item2 & \\ \end{tabular} 其中 column-spec 是列格式标记, 在接下来的内容将仔细介绍 ;& 用来分隔单元格 ;\\ 用来换行 ;\hline 用来在行与行之间绘制横线 直接使用 tabular 环境的话, 会和周围的文字混排 tabular 环境可带一个可选参数控制垂直对齐 ( 默认是垂直居中 ): \begin{tabular}{ c } center-\\ aligned \\ \end{tabular}, \begin{tabular}[t]{ c } top-\\ aligned \\ \end{tabular}, \begin{tabular}[b]{ c } bottom-\\ aligned\\ \end{tabular} tabulars. centeraligned,, topaligned bottomaligned tabulars. 但是通常情况下我们不这么用,tabular 环境一般会放置在 table 浮动体环境中, 并用 \caption 命令加标题 列格式 3.1 tabular 环境使用 column-spec 参数指定表格的列数以及每列的格式 基本的列格式见表

38 26 第三章文档元素 表 3.1: L A TEX 表格列格式 列格式 说明 l/c/r 单元格内容左对齐 / 居中 / 右对齐, 不折行 p{ width } 单元格宽度固定为 width, 可自动折行 string } 自定义内容 string \begin{tabular}{lcr p{6em}} \hline left & center & right & par box with fixed width\\ L & C & R & P \\ \hline \end{tabular} left center right par box with L C R P fixed width 表格中每行的单元格数目不能多于列格式里 l/c/r/p 的总数 ( 可以少于这个总数 ), 格式可在单元格前后插入任意的文本, 格式可以适当使用以充当 竖线 特别地,@{} 可直接用来消除单元格前后的间距 : \begin{tabular}{@{} \hline 1 & 1 & one \\ 11 & 3 & eleven \\ \hline \end{tabular} 1:1 one 11:3 eleven 另外 L A TEX 还提供了简便的将格式参数重复的写法 *{ n }{ column-spec }, 比如以下两种写法是等效的 : \begin{tabular}{ c c c c c p{4em} p{4em} } \begin{tabular}{ *{5}{c }*{2}{p{4em} }} 有时需要为整列修饰格式, 比如整列改变为粗体, 如果每个单元格都加上 \bfseries 命令会比较麻烦 array 宏包提供了辅助格式 > 和 <, 用于给列格式前后加上修饰命令 : \begin{tabular}{>{\itshape}r<{*}l} \hline italic & normal \\ column & column \\ \hline \end{tabular} italic* column* normal column 辅助格式甚至支持插入 \centering 等命令改变 p 列格式的对齐方式, 一般还要加额外的命令 \arraybackslash 以免出错 5 : 5 \centering 等对齐命令会破坏表格环境里 \\ 换行命令的定义,\arraybackslash 用来恢复之 如果不加 \arraybackslash 命令, 也可以用 \tabularnewline 命令代替原来的 \\ 实现表格换行

39 3.6 表格 27 \begin{tabular} {>{\centering\arraybackslash}p{9em}} \hline Some center-aligned long text. \\ \hline \end{tabular} Some center-aligned long text. array 宏包还提供了类似 p 格式的 m 格式和 b 格式, 三者分别在垂直方向上靠顶端对齐 居 中以及底端对齐 \newcommand\txt {a b c d e f g h i} \begin{tabular}{cp{2em}m{2em}b{2em}} \hline pos & \txt & \txt & \txt \\ \hline \end{tabular} pos a b c d e f g h i a b c d e f g h i a b c d e f g h i 列宽 在控制列宽方面,L A TEX 表格有着明显的不足 :l/c/r 格式的列宽是由文字内容的自然宽度决定的, 而 p 格式给定了列宽却不好控制对齐 ( 可用 array 宏包的辅助格式 ), 更何况列与列之间通常还有间距, 所以直接生成给定总宽度的表格并不容易 L A TEX 本身提供了 tabular* 环境用来排版定宽表格, 但是不太方便使用, 格式插入额外命令, 令单元格之间的间距为 \fill, 但即使这样仍然有瑕疵 : \begin{tabular*}{14em}% {@{\extracolsep{\fill}} c c c c } \hline A & B & C & D \\ \hline a & b & c & d \\ \hline \end{tabular*} A B C D a b c d tabularx 宏包为我们提供了方便的解决方案 它引入了一个 X 列格式, 类似 p 列格式, 不过 会根据表格宽度自动计算列宽, 多个 X 列格式平均分配列宽 X 列格式也可以用 array 里的辅助 格式修饰对齐方式 : \begin{tabularx}{14em}% { *{4}{>{\centering\arraybackslash}X }} \hline A & B & C & D \\ \hline a & b & c & d \\ \hline \end{tabularx} A B C D a b c d 横线 我们已经在之前的例子见过许多次绘制表格线的 \hline 命令 另外 \cline{ i - j } 用来 绘制跨越部分单元格的横线 :

40 28 第三章文档元素 \begin{tabular}{ c c c } \hline 4 & 9 & 2 \\ \cline{2-3} 3 & 5 & 7 \\ \cline{1-1} 8 & 1 & 6 \\ \hline \end{tabular} 在科技论文排版中广泛应用的表格形式是三线表, 形式干净简明 三线表由 booktabs 宏包 支持, 它提供了 \toprule \midrule 和 \bottomrule 命令用以排版三线表的三条线, 以及和 \cline 对应的 \cmidrule 除此之外, 最好不要用其它横线以及竖线 : \begin{tabular}{cccc} \toprule & \multicolumn{3}{c}{numbers} \\ \cmidrule{2-4} & 1 & 2 & 3 \\ \midrule Alphabet & A & B & C \\ Roman & I & II& III \\ \bottomrule \end{tabular} Numbers Alphabet A B C Roman I II III 合并单元格 L A TEX 是一行一行排版表格的, 横向合并单元格较为容易, 由 \multicolumn 命令实现 : \multicolumn{ n }{ column-spec }{ item } 其中 n 为要合并的列数, column-spec 为合并单元格后的列格式, 只允许出现一个 l/c/r 或 p 格式 如果合并前的单元格前后带表格线, 合并后的列格式也要带 以使得表格的竖线一致 \begin{tabular}{ c c c } \hline 1 & 2 & Center \\ \hline \multicolumn{2}{ c }{3} & \multicolumn{1}{r }{Right} \\ \hline 4 & \multicolumn{2}{c }{C} \\ \hline \end{tabular} 1 2 Center 3 Right 4 C 上面的例子还体现了, 形如 \multicolumn{1}{ column-spec }{ item } 的命令可以用来修改某一个单元格的列格式 纵向合并单元格需要用到 multirow 宏包提供的 \multirow 命令 : \multirow{ n }{ width }{ item } width 为合并后单元格的宽度, 可以填 * 以使用自然宽度 我们看一个结合 \cline \multicolumn 和 \multirow 命令的例子 :

41 3.6 表格 29 \begin{tabular}{ccc} \hline \multirow{2}{*}{item} & \multicolumn{2}{c}{value} \\ \cline{2-3} & First & Second \\ \hline A & 1 & 2 \\ \hline \end{tabular} Value Item First Second A 嵌套表格相对于合并单元格, 拆分单元格对于 L A TEX 来说并非易事 在单元格中嵌套一个小表格可以起到 拆分单元格 的效果 在以下的例子中, 注意要用 \multicolumn 格式把单元格的额外边距去掉, 使得嵌套的表格线能和外层的表格线正确相连 : \begin{tabular}{ c c c } \hline a & b & c \\ \hline a & \multicolumn{1}{@{}c@{} } {\begin{tabular}{c c} e & f \\ \hline e & f \\ \end{tabular}} & c \\ \hline a & b & c \\ \hline \end{tabular} a b c e f a c e f a b c 如果不需要为 拆分的单元格 画线, 并且只在垂直方向 拆分 的话,makecell 宏包提供 的 \makecell 命令是一个简单的解决方案 : \begin{tabular}{ c c } \hline a & \makecell{d1 \\ d2} \\ \hline b & c \\ \hline \end{tabular} a b d1 d2 c 行距控制 L A TEX 生成的表格看起来通常比较紧凑 修改参数 \arraystretch 可以得到行距更加宽松 的表格 ( 相关命令参考 小节 ): \renewcommand\arraystretch{1.8} \begin{tabular}{ c } \hline Really loose \\ \hline tabular rows.\\ \hline \end{tabular} Really loose tabular rows.

42 30 第三章文档元素 另一种增加间距的办法是给换行命令 \\ 添加可选参数, 在这一行下面加额外的间距, 适合 用于在行间不加横线的表格 : \begin{tabular}{c} \hline Head lines \\[6pt] tabular lines \\ tabular lines \\ \hline \end{tabular} Head lines tabular lines tabular lines 但是这种换行方式的存在导致了一个缺陷 表格的首个单元格不能直接使用中括号 [], 否则 \\ 往往会将下一行的中括号当作自己的可选参数, 因而出错 如果要使用中括号, 应当放 在花括号 {} 里面 或者也可以选择将换行命令写成 \\[0pt] 3.7 图片 L A TEX 本身不支持插图功能, 需要由 graphicx 宏包辅助支持 使用 latex + dvipdfmx 编译命令时, 调用 graphicx 宏包时要指定 dvipdfmx 选项 6 ; 而使用 pdflatex 或 xelatex 命令编译时不需要 读者可能听说过 L A TEX 只能插入.eps 格式的图片, 需要把.jpg 转成.eps 格式 的观点 L A TEX 发展到今天, 这个观点早已过时 事实上不同的编译命令支持的图片格式范围各异, 见表 3.2 这个表格也能解答诸如 为什么.eps 格式图片在 pdflatex 编译命令下出错 之类的问题 本表格也再一次说明, 使用 xelatex 命令是笔者最推荐的方式 表 3.2: 各种编译方式支持的主流图片格式 格式 矢量图 位图 latex + dvipdfmx.eps n/a ( 调用 bmpsize 宏包 ).eps.pdf.jpg.png.bmp pdflatex.pdf.jpg.png ( 调用 epstopdf 宏包 ).pdf.eps.jpg.png xelatex.pdf.eps.jpg.png.bmp 注 : 在较新的 TEX 发行版中,latex + dvipdfmx 和 pdflatex 命令可不依赖宏包, 支持原来需要宏包扩 展的图片格式 ( 但 pdflatex 命令仍不支持除.jpg 和.png 以外的位图 ) 在调用了 graphicx 宏包以后, 就可以使用 \includegraphics 命令加载图片了 : \includegraphics[ options ]{ filename } 其中 filename 为图片文件名, 与使用 \include 命令类似, 文件名有时需要使用相对路径或绝对路径 ( 见 1.6 节 ) 图片文件的扩展名可写可不写 另外 graphicx 宏包还提供了 \graphicspath 命令, 用于声明一个或多个图片文件存放的目录, 使用这些目录里的图片时可不用写路径 : 6 早期常使用 latex + dvips 组合命令, 后者将.dvi 文件转为.ps 文件 (PostScript), 可进一步通过 ps2pdf 工具生成 PDF dvips 和 dvipdfmx 在图形 颜色 超链接等功能的实现上有差别, 而 LATEX 无法识别用户是用 dvips 还是 dvipdfmx, 所以要指定选项 ( 缺省为 dvips) 6.4 节中的 hyperref 宏包同理

43 3.8 盒子 31 % 假设主要的图片放在 figures 子目录下, 标志放在 logo 子目录下 \graphicspath{{figures/}{logo/}} \includegraphics 命令的可选参数 options 支持 key = value 形式赋值, 常用的参数如下 : 表 3.3: \includegraphics 命令的可选参数 参数 width= width height= height scale= scale angle= angle 含义将图片缩放到宽度为 width 将图片缩放到高度为 height 将图片相对于原尺寸缩放 scale 倍令图片逆时针旋转 angle 度 3.8 盒子 盒子是 L A TEX 排版的基础单元, 虽然解释上去有些抽象 : 每一行是一个盒子, 里面的文字从左到右依次排列 ; 每一页也是一个盒子, 各行文字从上到下依次排布 颇有一些活字印刷术的味道 不管如何,L A TEX 提供了一些命令让我们生成一些有特定用途的盒子 水平盒子生成水平盒子的命令如下 : \mbox{ } \makebox[ width ][ align ]{ } \mbox 生成一个基本的水平盒子, 内容只有一行, 不允许分段 ( 除非嵌套其它盒子, 比如后文的垂直盒子 ) 外表看上去,\mbox 的内容与正常的文本无二, 不过断行时文字不会从盒子里断开 \makebox 更进一步, 可以加上可选参数用于控制盒子的宽度 width, 以及内容的对齐方式 align, 可选居中 c( 默认值 ) 左对齐 l 右对齐 r 和分散对齐 s 7 \mbox{test some words.} \\ \makebox[10em]{test some words.} \\ \makebox[10em][l]{test some words.} \\ \makebox[10em][r]{test some words.} \\ \makebox[10em][s]{test some words.} Test some words. Test some words. Test some words. Test some words. Test some words 带框的水平盒子 \fbox 和 \framebox 让我们可以为水平盒子添加边框 使用的语法与 \mbox 和 \makebox 一模一样 : 7 分散对齐方式强行拉开单词的间距, 往往会报 Underfull \hbox 的消息

44 32 第三章文档元素 \fbox{ } \framebox[ width ][ align ]{ } \fbox{test some words.}\\ \framebox[10em][r]{test some words.} Test some words. Test some words. 可以通过 \setlength 命令 ( 见 小节 ) 调节边框的宽度 \fboxrule 和内边距 \fboxsep: \framebox[10em][r]{test box}\\[1ex] \setlength{\fboxrule}{1.6pt} \setlength{\fboxsep}{1em} \framebox[10em][r]{test box} Test box Test box 垂直盒子如果需要排版一个文字可以换行的盒子,L A TEX 提供了两种方式 : \parbox[ align ][ height ][ inner-align ]{ width }{ } \begin{minipage}[ align ][ height ][ inner-align ]{ width } \end{minipage} 其中 align 为盒子和周围文字的对齐情况 ( 类似 tabular 环境 ); height 和 inner-align 设置盒子的高度和内容的对齐方式, 类似水平盒子 \makebox 的设置, 不过 inner-align 接受的参数是顶部 t 底部 b 居中 c 和分散对齐 s 三字经 :\parbox[t]{3em}% { 人之初性本善性相近习相远 } \quad 千字文 : \begin{minipage}[b][8ex][t]{4em} 天地玄黄宇宙洪荒 \end{minipage} 三字经 : 人之初性本善性相近习相远 天地玄黄 宇宙洪荒千字文 : 如果在 minipage 里使用 \footnote 命令, 生成的脚注会出现在盒子底部, 编号是独立的, 并且使用小写字母编号 这也是 minipage 环境之被称为 迷你页 (Mini-page) 的原因 而在 \parbox 里无法正常使用 \footnote 命令, 只能在盒子里使用 \footnotemark, 在盒子外使用 \footnotetext \fbox{\begin{minipage}{15em}% 这是一个垂直盒子的测试 \footnote{ 脚注来自 minipage } \end{minipage}} 这是一个垂直盒子的测试 a a 脚注来自 minipage 标尺盒子 \rule 命令用来画一个实心的矩形盒子, 也可适当调整以用来画线 ( 标尺 ): \rule[ raise ]{ width }{ height }

45 3.9 浮动体 33 Black \rule{12pt}{4pt} box. Upper \rule[4pt]{6pt}{8pt} and lower \rule[-4pt]{6pt}{8pt} box. A \rule[-.4pt]{3em}{.4pt} line. Black box. Upper and lower box. A line. 3.9 浮动体 内容丰富的文章或者书籍往往包含许多图片和表格等内容 这些内容的尺寸往往太大, 导致分页困难 L A TEX 为此引入了浮动体的机制, 令大块的内容可以脱离上下文, 放置在合适的位置 L A TEX 预定义了两类浮动体环境 figure 和 table 习惯上 figure 里放图片,table 里放表格, 但并没有严格限制, 可以在任何一个浮动体里放置文字 公式 表格 图片等等任意内容 以 table 环境的用法举例,figure 同理 : \begin{table}[ placement ] \end{table} placement 参数提供了一些符号用来表示浮动体允许排版的位置, 如 hbp 允许浮动体排版在当前位置 底部或者单独成页 table 和 figure 浮动体的默认设置为 tbp 表 3.4: 浮动体的位置参数 参数含义 h 当前位置 ( 代码所处的上下文 ) t 顶部 b 底部 p 单独成页! 在决定位置时忽视限制注 1: 排版位置的选取与参数里符号的顺序无关,LATEX 总是以 h-t-b-p 的优先级顺序决定浮动体位置 也就是说 [!htp] 和 [ph!t] 没有区别 注 2: 限制包括浮动体个数 ( 除单独成页外, 默认每页不超过 3 个浮动体, 其中顶部不超过 2 个, 底部不超过 1 个 ) 以及浮动体空间占页面的百分比 ( 默认顶部不超过 70%, 底部不超过 30%) 双栏排版环境下,L A TEX 提供了 table* 和 figure* 环境用来排版跨栏的浮动体 它们的用法与 table 和 figure 一样, 不同之处为双栏的 placement 参数只能用 tp 两个位置 浮动体的位置选取受到先后顺序的限制 如果某个浮动体由于参数限制 空间限制等原因在当前页无法放置, 就要推迟到之后处理, 并使得之后的同类浮动体一并推迟 \clearpage 命令会在另起一页之前, 先将所有推迟处理的浮动体排版成页, 此时 htbp 等位置限制被完全忽略 float 宏包为浮动体提供了 H 位置参数, 不与 htbp 及! 混用 使用 H 位置参数时, 会取消浮动机制, 将浮动体视为一般的盒子插入当前位置 这在一些特殊情况下很有用 ( 如使用 multicol 宏包排版分栏内容的时候 ), 但尺寸过大的浮动体可能使得分页比较困难 浮动体的标题 图表等浮动体提供了 \caption 命令加标题, 并且自动给浮动体编号 :

46 34 第三章文档元素 \caption{ } \caption 的用法非常类似于 \section 等命令, 可以用带星号的命令 \caption* 生成不带编号的标题, 也可以使用带可选参数的形式 \caption[ ]{ }, 使得在目录里使用短标题 \caption 命令之后还可以紧跟 \label 命令标记交叉引用 \caption 生成的标题形如 Figure 1: (figure 环境 ) 或 Table 1: (table 环境 ) 可通过修改 \figurename 和 \tablename 的内容来修改标题的前缀 ( 详见第 8.4 节 ) 标题样式的定制功能由 caption 宏包提供, 详见该宏包的帮助文档, 在此不作赘述 table 和 figure 两种浮动体分别有各自的生成目录的命令 : \listoftables \listoffigures 它们类似 \tableofcontents 生成单独的章节 并排和子图表我们时常有在一个浮动体里面放置多张图的用法 最简单的用法就是直接并排放置, 也可以通过分段或者换行命令 \\ 排版多行多列的图片 以下为示意代码, 效果大致如图 3.1 所示 \begin{figure}[htbp] \centering \includegraphics[width=...]{...} \qquad \includegraphics[width=...]{...} \\[..pt] \includegraphics[width=...]{...} \caption{...} \end{figure} 图 3.1: 并排放置图片的示意 由于标题是横跨一行的, 用 \caption 命令为每个图片单独生成标题就需要借助前文提到的 \parbox 或者 minipage 环境, 将标题限制在盒子内 效果见图 3.2 和图 3.3 \begin{figure}[htbp] \centering \begin{minipage}{...} \centering

47 3.9 浮动体 35 \includegraphics[width=...]{...} \caption{...} \end{minipage} \qquad \begin{minipage}{...} \centering \includegraphics[width=...]{...} \caption{...} \end{minipage} \end{figure} 图 3.2: 并排图 1 图 3.3: 并排图 2 当我们需要更进一步, 给每个图片定义小标题时, 就要用到 subfig 宏包的功能了 这里仅举一例, 效果见图 3.4 更详细的用法请参考 subfig 宏包的帮助文档 \begin{figure}[htbp] \centering \subfloat[...]{\label{sub-fig-1}% 为子图加交叉引用 \begin{minipage}{...} \centering \includegraphics[width=...]{...} \end{minipage} } \qquad \subfloat[...]{% \begin{minipage}{...} \centering \includegraphics[width=...]{...} \end{minipage} } \caption{...} \end{figure}

48 36 第三章文档元素 (a) 并排子图 1 (b) 并排子图 2 图 3.4: 使用 subfig 宏包的 \subfloat 命令排版子图

49 第四章 排版数学公式 准备好了! 本章将见识到 L A TEX 闻名的强项 排版数学公式 当然你得注意了, 本章的内容只是一点皮毛, 虽然对大多数人来说已经够用了, 但是如果不能解决你的问 题的话也不要大惊小怪, 求助于搜索引擎或者有经验的人不失为一个好办法 4.1 AMS 宏集 在介绍数学公式排版之前, 简单介绍一下 AMS 宏集 AMS 宏集合是美国数学学会 (American Mathematical Society) 提供的对 L A TEX 原生的数学公式排版的扩展, 其核心是 amsmath 宏包, 对多行公式的排版提供了有力的支持 此外,amsfonts 宏包以及基于它的 amssymb 宏包提供了丰富的数学符号 ;amsthm 宏包扩展了 L A TEX 定理证明格式 本章介绍的许多命令和环境依赖于 amsmath 宏包 这些命令和环境将以蓝色示意 4.2 公式排版基础 行内和行间公式数学公式有两种排版方式 : 其一是与文字混排, 称为行内公式 ; 其二是单独列为一行排版, 称为行间公式 行内公式由一对 $ 符号包裹 : The Pythagorean theorem is $a^2 + b^2 = c^2$. The Pythagorean theorem is a 2 + b 2 = c 2. 单独成行的行间公式在 L A TEX 里由 equation 环境包裹 equation 环境为公式自动生成一个编号, 这个编号可以用 \label 和 \ref 生成交叉引用,amsmath 的 \eqref 命令甚至为引用自动加上圆括号 ; 还可以用 \tag 命令手动修改公式的编号, 或者用 \notag 命令取消为公式编号 ( 与之基本等效的命令是 \nonumber) The Pythagorean theorem is: \begin{equation} a^2 + b^2 = c^2 \label{pythagorean} \end{equation} Equation \eqref{pythagorean} is called `Gougu theorem' in Chinese. The Pythagorean theorem is: a 2 + b 2 = c 2 (4.1) Equation (4.1) is called Gougu theorem in Chinese. 37

50 38 第四章排版数学公式 It's wrong to say \begin{equation} = 3 \tag{dumb} \end{equation} or \begin{equation} = 4 \notag \end{equation} It s wrong to say = 3 (dumb) or = 4 如果需要直接使用不带编号的行间公式, 则将公式用命令 \[ 和 \] 包裹 1, 与之等效的是 displaymath 环境 有的人更喜欢 equation* 环境, 体现了带星号和不带星号的环境之间的区 别 \begin{equation*} a^2 + b^2 = c^2 \end{equation*} For short: \[ a^2 + b^2 = c^2 \] Or if you like the long one: \begin{displaymath} a^2 + b^2 = c^2 \end{displaymath} a 2 + b 2 = c 2 For short: a 2 + b 2 = c 2 Or if you like the long one: a 2 + b 2 = c 2 我们通过一个例子展示行内公式和行间公式的对比 为了与文字相适应, 行内公式在排版大 的公式元素 ( 分式 巨算符等 ) 时显得很 局促 : In text: $\lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} = \frac{\pi^2}{6}$. In display: \[ \lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} = \frac{\pi^2}{6} \] n In text: lim n k=1 1 k = π In display: lim n n k=1 1 k 2 = π2 6 行间公式的对齐 编号位置等性质由文档类选项控制, 文档类的 fleqn 选项令行间公式左 对齐 ;leqno 选项令编号放在公式左边 数学模式当你使用 $ 开启行内公式输入, 或是使用 \[ 命令 equation 环境时,L A TEX 就进入了数学模式 数学模式相比于文本模式有以下特点 : 1. 数学模式中输入的空格被忽略 数学符号的间距默认由符号的性质 ( 关系符号 运算符等 ) 决定 需要人为引入间距时, 使用 \quad 和 \qquad 等命令 详见 4.6 节 1 TEX 原生排版行间公式的方法是用一对 $$ 符号包裹, 不过无法通过指定 fleqn 选项控制左对齐, 与上下文之间的间距也不好调整, 故不太推荐使用