LaTeX - （三）使用技巧

有“强迫症”的浮动体

• LaTeX 中的浮动体：基础篇 | 始终 (liam.page)

如何查找文档

在命令行中输入 texdoc <doc name>，比如想找 \(C\TeX\) 宏包的文档：texdoc ctex。

宏包

各种宏包的作用

• beamer: for presentations
• todonotes: comments and TODO management
• tikz: make amazing graphics
• pgfplots: create graphs in $$
• listings: source code printer for \(\LaTeX\)
• spreadtab: create spreadsheets in \(\LaTeX\)
• gchords, guitar: guitar chords and tabulature
• cwpuzzle: crossword puzzles
• geometry: 设置页面参数（页边距、页眉、页脚、纸张大小等）
• multicol: 在一个页面中分多栏
• fancyhdr: 改善页眉页脚样式的定义方式
• AMS-LaTeX: 数学公式amsmath包
  • LaTeX公式.pdf (reformship.github.io) - 中文版数学公式速查手册

有关宏包的文档

• Examples - Equations, Formatting, TikZ, Packages and More - Overleaf, Online LaTeX Editor
• The CTAN archive (sustech.edu.cn) 基本上所有的宏包都能在这里和其他镜像站点找到

实用技巧

只查看出错的代码

使用工具宏包 syntonly，加载这个宏包之后，在导言区使用 \syntonly 命令，可以使得 \(\LaTeX\) 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}
\syntonly

如果想生成文档，用 % 注释掉 syntonly 命令就可以。

优化代码环境

\(\LaTeX\) 原生支持代码环境 verbatim，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。

在 \(\LaTeX\) 中如何输出中文

使用 CTeX 宏集（首选）

以 UTF-8 编码保存，使用 XeLaTeX 编译：

\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{document}
	你好，world!
\end{document}

使用 xeCJK 宏包

使用XeLaTeX编译：

\documentclass{article}
\usepackage{xeCJK} %调用 xeCJK 宏包
\setCJKmainfont{SimSun} %设置 CJK 主字体为 SimSun （宋体）
\begin{document}
你好，world!
\end{document}

此种方式适用于有特定文档类型的情况，如 beamer。

空格

不带花括号的命令后面如果想打印空格，要加上一对内部为空的花括号再键入空格，否则空格会被忽略。例如：

\LaTeX{} Studio

引号

英文单引号不是使用两个 ‘ 符号组合，左单引号是重音符 ` （键盘上数字 1 左侧），而右单引号是常用的引号符。英文中，左双引号就是连续两个重音符。英文下的引号嵌套需要借助 \thinspace 命令分隔，比如：

``\thinspace `Max' is here.''

中文下的单引号和双引号可以用中文输入法直接输入。

破折号、省略号和短横

英文的短横分三种：

• 连字符：输入一个短横 -
• 数字起止符：输入两个短横 –
• 破折号：输入三个短横 ---

中文的破折号和省略号可以直接使用日常的输入方式，但是英文的省略号使用 \ldots 而不是三个句点。

强调

\(\LaTeX\) 中专门有个叫做 \emph{} 的命令可以强调文本，对于通常的西文文本，上述命令的作用就是斜体，如果对一段已经这样转换成斜体的文本再使用这个命令，就会取消斜体，而成为正体。

西文中一般采用上述的斜体强调方式而不是粗体，例如在说明书名的时候可能就会使用这个命令。

下划线与删除线

不推荐 \(\LaTeX\) 原生提供的 \underline 命令，建议使用 ulem 宏包下的 \uline 命令代替，它还支持换行文本。ulem 宏包还提供了一些实用命令：

• \uline{} 下划线
• \uuline{} 双下划线
• \dashuline{} 虚下划线
• \dotuline{} 点下划线
• \uwave{} 波浪线
• \sout{} 删除线
• \xout{} 斜删除线

需要注意的是，ulem 宏包重定义了 \emph 命令，使得原来的加斜强调变成了下划线，原来的两次强调就取消强调变成了两次强调就双下划线。通过宏包的 normalem 选项可以取消这个更改：\usepackage[normalem]{ulem}。

数学环境

行间公式和行内公式

首先在导言区导入amsmath宏包，使用$...$插入行内公式，使用\[...\]插入不带编号行间公式，如果需要对行间公式进行编号，可以使用equation环境：

\begin{equation}
...
\end{equation}

虽然也有其他的方式实现上述的需求，但是相比之下，上面所使用的实现方式在语法上更为简洁，故采用。

行内公式也可以使用 \(...\) 或者 \begin{math} ... \end{math} 来插入，但略显麻烦。 无编号的行间公式也可以使用 \begin{displaymath} ... \end{displaymath} 或者 \begin{equation*} ... \end{equation*} 来插入，但略显麻烦。（equation* 中的 * 表示环境不编号），也有 plainTeX 风格的 $$ ... $$ 来插入不编号的行间公式。但是在 LaTeX 中这样做会改变行文的默认行间距，不推荐。

上下标

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
Einstein 's $E=mc^2$.

\[ E=mc^2. \]

\begin{equation}
E=mc^2.
\end{equation}
\end{document}

行内公式和行间公式对标点的要求是不同的：行内公式的标点，应该放在数学模式的限定符之外，而行间公式则应该放在数学模式限定符之内。

在数学模式中，需要表示上标，可以使用 ^ 来实现（下标则是 _）。它默认只作用于之后的一个字符，如果想对连续的几个字符起作用，请将这些字符用花括号 {} 括起来，例如：

\[ z = r\cdot e^{2\pi i}. \]

效果展示： \[ z = r\cdot e^{2\pi i} \]

根式与分式

根式用 \sqrt{·} 来表示，分式用 \frac{·}{·} 来表示（第一个参数为分子，第二个为分母）。

$\sqrt{x}$, $\frac{1}{2}$.  
  
\[ \sqrt{x}, \]  
  
\[ \frac{1}{2}. \]

效果展示： \[ \sqrt{x}, \frac{1}{2} \]

可以发现，在行间公式和行内公式中，分式的输出效果是有差异的。如果要强制行内模式的分式显示为行间模式的大小，可以使用 \dfrac, 反之可以使用 \tfrac。

在行内写分式，你可能会喜欢 xfrac 宏包提供的 \sfrac 命令的效果。

排版繁分式，你应该使用 \cfrac 命令。

运算符

一些小的运算符，可以在数学模式下直接输入；另一些需要用控制序列生成，如

\[ \pm\; \times \; \div\; \cdot\; \cap\; \cup\;
\geq\; \leq\; \neq\; \approx \; \equiv \]

效果展示： \[ \pm\; \times \; \div\; \cdot\; \cap\; \cup\; \geq\; \leq\; \neq\; \approx \; \equiv \]

连加、连乘、极限、积分等大型运算符分别用 \sum, \prod, \lim, \int 生成。他们的上下标在行内公式中被压缩，以适应行高。我们可以用 \limits 和 \nolimits 来强制显式地指定是否压缩这些上下标。例如：

$ \sum_{i=1}^n i\quad \prod_{i=1}^n $
$ \sum\limits _{i=1}^n i\quad \prod\limits _{i=1}^n $
\[ \lim_{x\to0}x^2 \quad \int_a^b x^2 dx \]
\[ \lim\nolimits _{x\to0}x^2\quad \int\nolimits_a^b x^2 dx \]

效果展示： \[ \sum_{i=1}^n i\quad \prod_{i=1}^n \sum\limits _{i=1}^n i\quad \prod\limits _{i=1}^n \lim_{x\to0}x^2 \quad \int_a^b x^2 dx \lim\nolimits _{x\to0}x^2\quad \int\nolimits_a^b x^2 dx \]

多重积分可以使用 \iint, \iiint, \iiiint, \idotsint 等命令输入。

\[ \iint\quad \iiint\quad \iiiint\quad \idotsint \]

效果展示： \[ \iint\quad \iiint\quad \iiiint\quad \idotsint \]

定界符（括号等）

各种括号用 (), [], \{\}, \langle\rangle 等命令表示；注意花括号通常用来输入命令和环境的参数，所以在数学公式中它们前面要加 \。因为 LaTeX 中 | 和 \| 的应用过于随意，amsmath 宏包推荐用 \lvert\rvert 和 \lVert\rVert 取而代之。

为了调整这些定界符的大小，amsmath 宏包推荐使用 \big, \Big, \bigg, \Bigg 等一系列命令放在上述括号前面调整大小。

有时你可能会觉得 amsmath 宏包提供的定界符放大命令不太够用。通常这意味着你的公式太过复杂。此时你应当首先考虑将公式中的部分提出去，以字母符号代替以简化公式。如果你真的想要排版如此复杂的公式，可以参考这篇博文。

\[ \Biggl(\biggl(\Bigl(\bigl((x)\bigr)\Bigr)\biggr)\Biggr) \]
\[ \Biggl[\biggl[\Bigl[\bigl[[x]\bigr]\Bigr]\biggr]\Biggr] \]
\[ \Biggl \{\biggl \{\Bigl \{\bigl \{\{x\}\bigr \}\Bigr \}\biggr \}\Biggr\} \]
\[ \Biggl\langle\biggl\langle\Bigl\langle\bigl\langle\langle x
\rangle\bigr\rangle\Bigr\rangle\biggr\rangle\Biggr\rangle \]
\[ \Biggl\lvert\biggl\lvert\Bigl\lvert\bigl\lvert\lvert x
\rvert\bigr\rvert\Bigr\rvert\biggr\rvert\Biggr\rvert \]
\[ \Biggl\lVert\biggl\lVert\Bigl\lVert\bigl\lVert\lVert x
\rVert\bigr\rVert\Bigr\rVert\biggr\rVert\Biggr\rVert \]

效果展示： \[ \Biggl(\biggl(\Bigl(\bigl((x)\bigr)\Bigr)\biggr)\Biggr) \\ \Biggl[\biggl[\Bigl[\bigl[[x]\bigr]\Bigr]\biggr]\Biggr] \\ \Biggl \{\biggl \{\Bigl \{\bigl \{\{x\}\bigr \}\Bigr \}\biggr \}\Biggr\} \\ \Biggl\langle\biggl\langle\Bigl\langle\bigl\langle\langle x \rangle\bigr\rangle\Bigr\rangle\biggr\rangle\Biggr\rangle \\ \Biggl\lvert\biggl\lvert\Bigl\lvert\bigl\lvert\lvert x \rvert\bigr\rvert\Bigr\rvert\biggr\rvert\Biggr\rvert \\ \Biggl\lVert\biggl\lVert\Bigl\lVert\bigl\lVert\lVert x \rVert\bigr\rVert\Bigr\rVert\biggr\rVert\Biggr\rVert \]

省略号

略号用 \dots, \cdots, \vdots, \ddots 等命令表示。\dots 和 \cdots 的纵向位置不同，前者一般用于有下标的序列。

\[ x_1,x_2,\dots ,x_n\quad 1,2,\cdots ,n\quad
\vdots\quad \ddots \]

效果展示： \[ x_1,x_2,\dots ,x_n\quad 1,2,\cdots ,n\quad \vdots\quad \ddots \]

矩阵

amsmath 的 pmatrix, bmatrix, Bmatrix, vmatrix, Vmatrix 等环境可以在矩阵两边加上各种分隔符。

\[ \begin{pmatrix} a&b\\c&d \end{pmatrix} \quad
\begin{bmatrix} a&b\\c&d \end{bmatrix} \quad
\begin{Bmatrix} a&b\\c&d \end{Bmatrix} \quad
\begin{vmatrix} a&b\\c&d \end{vmatrix} \quad
\begin{Vmatrix} a&b\\c&d \end{Vmatrix} \]

效果展示： \[ \begin{pmatrix} a&b\\c&d \end{pmatrix} \quad \begin{bmatrix} a&b\\c&d \end{bmatrix} \quad \begin{Bmatrix} a&b\\c&d \end{Bmatrix} \quad \begin{vmatrix} a&b\\c&d \end{vmatrix} \quad \begin{Vmatrix} a&b\\c&d \end{Vmatrix} \]

使用 smallmatrix 环境，可以生成行内公式的小矩阵。

Marry has a little matrix $ ( \begin{smallmatrix} a&b\\c&d \end{smallmatrix} ) $.

效果展示： \[ \text{Marry has a little matrix } ( \begin{smallmatrix} a&b\\c&d \end{smallmatrix} ) . \]

多行公式

有的公式特别长，我们需要手动为他们换行；有几个公式是一组，我们需要将他们放在一起；还有些类似分段函数，我们需要给它加上一个左边的花括号。

长公式

无须对齐的长公式可以使用 multline 环境。

\begin{multline}
x = a+b+c+{} \\
d+e+f+g
\end{multline}

效果展示： \[ \begin{multline} x = a+b+c+{} \\ d+e+f+g \end{multline} \]

如果不需要编号，可以使用 multline* 环境代替。

需要对齐的公式，可以使用 aligned 次环境 来实现，它必须包含在数学环境之内。

\[\begin{aligned}
x ={}& a+b+c+{} \\
&d+e+f+g
\end{aligned}\]

效果展示： \[ \begin{aligned} x ={}& a+b+c+{} \\ &d+e+f+g \end{aligned} \]

公式组

无需对齐的公式组可以使用 gather 环境，需要对齐的公式组可以使用 align 环境。他们都带有编号，如果不需要编号可以使用带星号的版本。

\begin{gather}
a = b+c+d \\
x = y+z
\end{gather}
\begin{align}
a &= b+c+d \\
x &= y+z
\end{align}

效果展示： \[ \begin{gather} a = b+c+d \\ x = y+z \end{gather} \]

\[ \begin{align} a &= b+c+d \\ x &= y+z \end{align} \]

请注意，不要使用 eqnarray 环境。原因可以参考：

• eqnarray 是糟糕的
• eqnarray 是有害的
• eqnarray 是恼人的
• eqnarray 是邪恶的

分段函数

分段函数可以用cases次环境来实现，它必须包含在数学环境之内。

\[ y= \begin{cases}
-x,\quad x\leq 0 \\
x,\quad x>0
\end{cases} \]

效果展示： \[ y= \begin{cases} -x,\quad x\leq 0 \\ x,\quad x>0 \end{cases} \]

上下大括号

\overbrace{a+b+c}^A = \underbrace{a-b-c}_B

\[ \overbrace{a+b+c}^A = \underbrace{a-b-c}_B \]

上下划线

\overline {z_{1}+z_{2}} = \overline {z_{1}}+\overline {z_{2}}

\[ \overline {z_{1}+z_{2}} = \overline {z_{1}}+\overline {z_{2}} \]

积分

\begin{align*}
\int_a^bx\mathrm{d}x \\
\iint \limits_{\Omega}x^2\mathrm{d}x \\
\iiint \limits_{V} x^3 \mathrm{d} x
\end{align*}

\[ \begin{align*} \int_a^bx\mathrm{d}x \\ \iint \limits_{\Omega}x^2\mathrm{d}x \\ \iiint \limits_{V} x^3\mathrm{d} x \end{align*} \]

FAQ

book, report 和 article 有什么区别：koma script - Regarding the book, report, and article document classes: what are the main differences? - TeX - LaTeX Stack Exchange