LaTeX排版新手

一、 LaTeX概述

1.1 简介

LaTeX¹是一种基于ΤΕΧ²（Donald Ervin Knuth）的排版系统，由美国计算机学家莱斯利·兰伯特（Leslie Lamport）在20世纪80年代初期开发，现已成为大多数科技领域（STEM）专业排版的标准。它可以生成复杂表格和数学公式，非常适用于生成高印刷质量的科技和数学类文档。和所见即所得（What You See Is What You Get：WYSIWYG）的word排版系统不同，LaTeX需要编写代码，然后编译生成PDF文件。

1.2 特点

Latex是用来排版的编辑文章、书籍等出版物的软件，用来生成PDF文档。
Latex核心思想就是分块和层次，利用\section,,，摘要，参考文献等从属层次，利用规定的宏文件，自动进行不同模块的排版
Latex编译出的文章表格美观，自动解决缩进对齐，自动规定段落的行间距，自动排版、公式换行，生成PDF美观，便于编辑排版；此外部分中英文刊物只接受Latex排版，例如系统工程理论与实践。

1.3 LaTeX vs. Word

LaTeX	Microsoft@ Word
标记语言	所见即所得
需掌握一些技巧	简单易用
数学公式呈现精美	数学公式呈现一般
无需调格式（直接生成PDF）	需要花费大量时间调格式
多用于科技类书籍或论文排版	多用于普通办公文档编辑
免费使用	购买使用

1.4 TeX 发行版及其安装

TeX/LaTeX 并不是单独的程序，现在的 TeX 系统都是复杂的软件包，里面包含各种排版的引擎、编译脚本、格式转换工具、管理界面、配置文件、支持工具、字体及数以千计的宏包和文档。一个 TeX 发行版（Distribution）就是把所有这样的部件都集合起来，打包发布的软件。

以下列举了一些较为流行发行版以及所支持的操作系统：

发行版	Linux	macOS	Windows
TeX Live	yes	yes	yes
MacTeX		yes
MiKTeX	yes	yes	yes
CTeX 套装			yes

TeX Live 是由 TUG (TeX User Group，TeX 用户组) 发布的一个发行版； TeX Live 可以在类 Unix/Linux、macOS 和 Windows 等不同的操作系统平台下安装使用，并且提供相当可靠的工作环境。
MacTeX 则是 TeX Live 在 macOS 下的一个独立的发行版，除 TeX Live 之外还包含一些 Mac 专有的文档和程序。
MiKTeX 是由 Christian Schenk 开发的一个 Windows 系统下的发行版，目前也支持 Linux 和 macOS。MiKTeX 的优点是可以在编译时根据需要自动安装宏包。
CTeX 套装是由中国科学院的吴凌云制作并维护的一个面向中文用户的 Windows 系统下的发行版；这个发行版事实上是对另一个发行版 MiKTeX 的再包装。CTeX 套装自 2012 后再无更新，已不能适应当前 TeX 中文技术的发展，故不推荐使用 CTeX 套装。

推荐使用 TeX Live/MacTeX 或 MiKTeX 的最新版。

1.5 排版过程

1
2
3

graph LR
A(开始) --> |编写| B[TeX源文档] -->|输入| C[编译程序]-->|输出| D[PDF文档]-->|输出| E(结束)
D --> |修改| B[TeX源文档]

1.5.1 离线/在线开发环境

LaTeX的IDE集成开发环境 TeX系统
在线开发环境：
- Overleaf

1.5.2 详细过程

编辑器（编写源文件.tex）→编译器（编译源文件）→输出文件

（1）编写源文件 - 纯文本格式——.tex； - 编辑器：TeXworks，TexStudio，TeXmaker，VSCode等；

（2）编译源文件 - 编译器：Latex，XeLaTex，pdfLaTex等引擎进行编译； - 出错返回第一步

（3）输出文件 - 输出PDF格式文件

1.5.3 编辑器

（1）专用代码编辑器 TeXworks → TeX Live，MiKTeX（英文IDE） TeXStudio TeXmaker WinEdt→ Ctex（中文IDE） … （2）通用代码编辑器 Emacs VIM Eclipse SciTE …

1.5.4 PDF阅读器

以Tex Live为例： - TeXworks editor（源文件编辑器） - DVIOUT DVI viewer - PS View（PDF阅读器） - TeX Live commander line - TeXdoc GUI - TeX Live Manager

推荐的LaTeX写作方案: MiKTeX 或 TeXlive + VSCode + LaTeX Workshop

1.6 Beamer

直白说，PPT知道吧，beamer即PPT，找个beamer模板，直接打开，录入，编译即可。出来的是PDF，演讲时，PDF全屏和PPT差不多效果。

Latex是很好的排版工具，我们使用Latex中的Beamer类来制作幻灯片。

Beamer更多的是用于学术化的汇报，公式和图表偏多的情况，一般是有LaTeX的论文源码作为基石。

1.7 源文件结构

导言由文类和宏包调用命令组成
正文由论文文本和各种LaTeX排版控制命令组成

\documentclass{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}

\title{demo}
\author{oceanyoung }
\date{July 2022}

\begin{document}

\maketitle

\section{Introduction}

\end{document}

1.8 命令与环境

1.8.1 TeX宏(macro)

以反斜杠 开头，后面紧接着一串字母或是单个符号的字符串
TeX就是一种复杂的宏语言

1.8.2 宏通常分为两类：

命令(command) → 一般的宏
环境(environment) → 以命令包围的结构
- 文本环境 document
- 摘要环境 abstract
- 数组环境 array
- 表格环境 tabular
- 绘图环境 graphics
- 自定义环境（可扩展性）

命令和环境都可以带有若干可选参数和不可选参数

命令	含义
\chapter	章
\section	节
\subsection	小节
\paragraph	段落
	居中对齐
强调

\url	超链接
\footnote	脚注
	列表条目
\caption	标题
\includegraphics	插入图片
	标号
\cite	引用参考文献
	引用图表公式等

1.9 文类与宏包

1.9.1 文类

或称“文档类”，基本的格式组织方式，基本文类： - Book：书籍、学位论文 - Report：商业、科技和实验报告 - Article：短文、评论和学术论文 - Beamer：论文陈述幻灯片

1.9.2 宏包

把许多宏定义汇集在一起 - 一个简单的TeX源文件就是一个宏包 - 大部分宏包提供的格式文件以sty作为扩展名，例如： amsmath.sty - 文档类文件使用cls作为扩展名

1.9.3 一些约定

分组: { ... } ，限制命令作用范围
- 例如： He likes {large and {small} letters}
注释符: % ，此符后内容，系统直接忽略
英文标点后要加空格
各种环境的开始和结束命令最好独占一行
换行: \ ，连续两个表示回车
带星“ * ”的命令，通过在命令名称后加星号来实现，它们生成的标题既不出现于目录, 也不带序号
- 如：节标题

1.9.4 特殊符号

专用符号	表示方法	用途
%	yes	注释符，源文件中该符号及右侧的字符，编译时忽略
\		命令前导符，左端有这个符号，均被认为是命令
$	\$	数学模式符，成对使用，界定数学模式的范围
#	\#	参数符，用于代表所定义命令中的参数
{	\{	必要参数或组合的起始符
}	\}	必要参数或组合的结束符
^	\^	上标符，用于数学模式中指示数学符号的上标
_	\_	下标符，用于数学模式中指示数学符号的下标
~	\~	空格符，产生一个不可换行的空格
&	\&	分列符，用在各种表格环境，列与列之间的分隔符号

二、基础排版功能

2.1 文体结构

题名 (title)
- 命令
- 由调用命令产生，标题内容必须在该命令之前
作者 (author)
- 命令
- 日期 (date) → 命令
摘要 (abstract)
- 编写摘要则要有摘要环境
正文 → 标题层次
- 部
- 章（Article文类无）
- 节
- 小节
- 小小节
- 段
- 小段
  
  Tips: 带星号的标题命令，如：
  
  生成标题没有标题标志，不排进章节目录和页眉中，可用于独创性声明和总结等。
参考文献
- 在TEX系统中有专门的文献管理程序BibTeX
- 建立文献数据库，以 .bib 为文件扩展名
- 在源文件中，输入调用命令： Tips: 参考文献的批量应用，可借助Google Scholar、百度学术，或数据库+EndNote的方式进行批量处理。

2.2 数学公式

2.3 插图

三、学位论文模板应用

四、补充

安装TeX Live 2020发行版，里面自带了小编辑器TeXworks editor；TeXstudio更加专业一点，界面和操作更加方便。TeX Live 2020打包的软件如下：
- DVIOUT DVI viewer
- TeX Live command-line
- TeX Live documentation
- TeX Live Manager
- TeXworks editor
VSCode进行LaTeX也很便捷。
LaTeX MathJax KaTeX³
- LaTeX是⼀种基于ΤΕΧ的排版系统，由美国计算机学家莱斯利·兰伯特（Leslie Lamport）在20世纪80年代初期开发，利⽤这种格式，即使使⽤者没有排版和程序设计的知识也可以充分发挥由TeX所提供的强⼤功能，能在⼏天，甚⾄⼏⼩时内⽣成很多具有书籍质量的印刷品。对于⽣成复杂表格和数学公式，这⼀点表现得尤为突出。因此它⾮常适⽤于⽣成⾼印刷质量的科技和数学类⽂档。
- MathJax是⼀个显⽰⽹络上数学公式的开源JavaScript引擎库，它可以在所有浏览器上⾯⼯作，其中就⽀持LaTeX，MathML和AsciiMath 符号，⾥⾯的数字会被MathJax使⽤JavaScript引擎解析成HTML，SVG或者是MathML ⽅程式，然后在现代的浏览器⾥⾯显⽰。它的设计⽬标是利⽤最新的web技术，构建⼀个⽀持math的web平台。⽀持主要的浏览器和操作系统，包括那些移动设备。
- KaTeX：可汗学院出品，号称“最快”的数学公式渲染库。⽀持主流的浏览器：Chrome, Firefox, Safari, Opera和 IE8-IE11。快速：并发渲染，⽆需重排页⾯。根据这个测试，性能绝对秒杀MathJax；+渲染效果好：采⽤TeX语法，渲染效果达到印刷出版级别；+⽆依赖：不依赖其它库； +⽀持服务器端渲染：例如，服务器端的Node.js程序调⽤KaTeX，把渲染好的HTML⽚段直接发送给客户端。
CTEX建议对于之前提到的常规文档类，最佳实践是使用该宏集提供的四种中文文档类，以对特定类型提供额外的中文排版适配ctexart ctexrep ctexbook ctexbeamer