preamble

刘海洋大神视频浮光掠影式的入门笔记。

从哪解决疑难

• 在线手册
• 英文社区，比如这个等

组织文档结构

具有良好结构的文档才适合用latex来编写。论文或书籍的结构大概如下。

• 标题
• 前言/摘要
• 目录
• 正文
  • 篇、章、节、小节、小段
    • 文字、公式
    • 列表：编号的、不编号的、带小标题的
    • 定理、引理、命题、证明、结论
    • 诗歌、引文、程序代码、算法伪码
    • 制表
    • 画图
• 文献
• 索引、词汇表

latex文档基本结构

以document环境为界，环境前是导言(preamble)部分，环境内部是正文部分，环境之后的部分被忽略。在导言区进行格式设置，正文部分套用格式。下面是一个简单文档的例子。

% 百分号是注释符。下面是导言，用于格式设置
\documentclass{ctexart}  % 整个文档的类型, Chinese tex article
\usepackage[b5paper]{geometry}  % 使用B5纸
% 下面是正文，用于填写内容
\begin{document}
这是正文。
\end{document}

文档部件

• 标题：\title, \auther, \date等，使用时\maketitle命令即可生成标题
• 摘要/前言：abstract环境或\chapter*
• 目录：\tableofcontents
• 章节：\chapter, \section等
• 附录：\appendix+\chapter或\section
• 文献：bibliography
• 索引：\printindex

文档划分

• 大型文档：\frontmatter, \mainmatter, \backmatter分成三部分
• 一般文档：\appendix分成正文和附录两部分

磁盘文件组织

小文档将所有内容写在同一个目录中。对于比较大的文档，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, 读入任意文件

文档框架示例（以一本书为例）

% language-main.tex
\documentclass{book}
\usepackage{makeidx}
\makeidx
\title{Languages} \auther{someone}
\begin{document}
\frontmatter % 标题和目录
\maketitle
\tableofcontents
\mainmatter  % 两个章节，intro和class
\include{intro}
\include{class}
\backmatter  % 附录和文献
\include{appendix}
\bibliograph{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}
                \subsubsection{Perl}

% appendix.tex
\chapter{Appendix}

hello world

\documentclass{article}    %文档类型，论文，要写中文的话，{ctexart} Chinese tex article
\documentclass{ctexart}    %引擎是pdfLaTex的写中文需要\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{document}           %引擎是XeLaTex的不需要[UTF8]. 英文推荐pdfLaTex中文推荐XeLaTex
hello world
\end{document}

语法结构

相比原始的tex语言，latex的语法结构被限制为相对固定的形式。

• 命令：参数总在后面花括号表示，用中括号表示可选参数
  • \cmd[opt]{arg1}{arg2}
  • 比如写分数二分之一，\frac{1}{2}，这个分式会压缩的比较小，更常用的是\dfrac{}{}这个会比较大
• 环境，环境是特殊的命令，夹在中间的就是环境

\begin{env}
...
\end{env}
% 示例：矩阵
\begin{matrix} % 常用的是{bmatrix} b for bracket
...\\...\\...  % \\是换行
\end{matrix}

正文文本

• 自然段分段需要空一行
• 一些符号被latex宏占用，需要以命令形式输入
  • \# \$ \% \{ \}这些是需要转义的，\textbackslash打印反斜杠本身靠命令
• 键盘上没有的符号用命令输入
  • \S \dag \ddag \P \copyright \textbullet \textregistered \texttrademark \pounds

数学模式

• 行内公式，用一对美元符号表示
• 显示公式
  • 简单的不编号的公式用命令\[和\]括起来
  • 基本的编号公式用equation环境
  • 更复杂的使用amsmath宏包提供的专门的数学环境
• 上标和下标，^和_，异或符号和下划线
• 分式，\frac{分子}{分母}
• 根式，\sqrt[次数]{根号下}
• 上下划线与上下花括号，\overline, \underline, \overbrace, \underbrace
• 矩阵，使用amsmath宏包提供的专门的矩阵环境matrix, pmatrix, bmatrix等。特别复杂的矩阵（如带线条）使用array环境作为表格画出。
• 数学字母$a,b,\alpha,\beta$等；数学字体$\mathbb{R}$这是实数集R的符号，另一种数学字体\mathcal{P}
• 普通符号，如\infty无穷符号，\angle角的符号
• 二元运算符，加减直接打，$\times,\div,\oplus$乘除等
• 二元关系符，$a=b,a\ge b$，greater equal大于等于，同理$\gt,\lt,\le$等
• 括号，小括号中括号直接打，大括号需要转义一下，尖括号需要加左右$\left<a\right>$；\left(\right)可以匹配放大各种括号
• 标点，\colon冒号，直接打冒号表示比例运算符
• 一般需要写公式的都要用上面提到的宏包，在文档类型后\usepackage{amsmath}
• 上面的增强包，\usepackage{mathtools}但是这个用的少
• 数字单位的一揽子解决方案，siunitx宏包，这个包的代码跟latex内核一样长
• 写化学式，chemformula包

列表

\begin{enumerate}
\item aaa
\item bbb
\end{enumerate}

• 这是有编号的列表
• itemize不编号
• description有标题

定理类环境

\newtheorem{thm}{定理}[sectioin]  %会按照section给定理编号
\section{某一节}
\begin{thm}
一个定理
\end{thm}

诗歌与引文（实际很少用）

• verse
• quote
• quotation

抄录代码

• \verb|#inclde<iostream>|开始和结束的符号是自定义的，不一定非得用竖线
• \begin{verbatim}...\end{verbatim}多行的
• 需要高亮的话可以用listings宏包

算法（伪代码）

• clrscode宏包，算法导论
• algorithm2e宏包
• algorithmicx宏包

画表格

使用tabular环境。可以使用一些工具生成表格的代码，比如这个

\begin{tabular}{|rr|} %整数数字都建议右对齐
\hline
输入& 输出\\ \hline
-2 & 4
\end{tabular}

表格宏包

• 单元格处理，multirow, makecell
• 长表格，长表格不会自动分到下一页上，需要用宏包longtable或xtab
• 定宽表格xtabular
• 表线控制booktabs, diagbox, arydshln
• 表列格式array
• 综合应用tabu

插图

使用graphicx包提供的\includegraphics命令。
例\includegraphics[width=2cm]{acwinglogo.pdf}，文件需要放在同一目录下。

代码画图

优先使用外部工具画图，特别是可视化工具，例如一般的矢量图用Inkscape、Illustrator甚至PowerPoint（保存为pdf），数学图形用MATLAB、matplotlib之类。
如果有合适的宏包，某些特定类型的图形也可以用latex代码画图。现代latex绘图宏包很多基于TikZ。

浮动体

• figure环境
• table环境
• 其他环境可以使用float包得到

浮动体的标题用\caption命令得到，自动编号。
插入图片或表格，都需要再塞到一个环境中去使用，这个环境叫浮动体。插入的图或表在latex中默认按照一个字符来使用，其实就是一个大方块，而且会跟着文本走，我们不希望这样，就需要把图或表放到一个环境中，让图表浮起来。例子：

\begin{table}\centering
\begin{tabular}{|ccccc|}\hline
a&b&c&d&e\\
a&b&c&d&e\\
a&b&c&d&e\\\hline
\end{tabular}
\caption{标题}
\end{table}

自动化工具

• 目录
• 交叉引用
• hyperref包，PDF的链接与书签
• BibTex参考文献，基本不用手打，从各大数据库导出即可

设计文档格式

基本原则

• 格式与内容分离，不要在意细节。如果格式不对或者需要一稿多投，那正文不需要动。
• 尽量只使用与内容相关的命令和环境

使用宏包

• 宏包将可重用的代码提取出来，相当于其他程序语言中的库。使用宏包可以用简单的接口实现非常复杂的功能，有些对于个人来说是“不可能的任务”。
• 第三方宏包可能破坏tex设计的向前兼容性；不同宏包之间如果出现兼容性问题更难解决。使用宏包会将兼容性问题从tex语言扩大到所有宏包代码。

字体

• \rmfamily, \textrm{...}罗马字体
• \sffamily, \textsf{...}无衬线字体
• \ttfamily, \texttt{...}打字机字体

字号

\Huge, \LARGE, \Large, \large, \normasize, \small, \footnotesize, \scriptsize, \tiny
中文字号\zihao{5}, \zihao{-3} 借一张图，出处见水印。

对齐

• centering居中
• raggedleft左对齐
• raggedright右对齐

空白间距

• \hspace{2cm}水平间距
• \vspace{3mm}垂直间距。一般只有在做模板的时候才用得到，平时用不到。

版面布局

• geometry包设置纸张等
• fancyhdr包设置页眉页脚等

分页断行

命令\linebreak很少使用，\\公式或图表使用，\pagebreak很少使用，\newpage, \clearpage另起一页，\cleardoublepage写书可能用

盒子

• 只占一行的盒子\mbox{内容}
• 占多行的盒子\parbox{4em设置宽度}{内容}，minipage环境有类似作用

在导言区单独设置格式

如果预定义的格式不符合要求，需要修改设置。如果文档作者本人就是格式设计者，则此时更应该注意不要把格式和内容混在一起。

• 直接设置相关参数。如设置\parindent每段段首缩进，\parskip两段之间的间距，\linespread几倍行距，\pagestyle总页眉页脚设置等。
• 修改部分命令定义。如修改\thesection, \labelenumi, \descriptionlabel, \figurename等。
• 利用工具宏包完成设置。如使用ctex宏包设置中文格式，使用tocloft(toc list of figure table)设置目录格式等。

自定义命令和环境

对于latex没有提供的格式，可以使用自定义的命令和环境实现语义的接口。例如给程序名称定义一个命令。
\newcommand\prg[1]{\textsf{#1}}这不仅提供了更具意义的名字，而且为未来的修改和扩充提供条件。

章节标题

ctex包及文档类，用\ctexset定制。西文用titlesec等。

浮动标题

caption包。

列表环境

enumitem包。