办公工具-latex

一、排版总论

1.1 缺省权利

​ 首先，最重要最需要强调的是，排版是一个信息量极大的工程。字体，格式，对齐方式，页眉页脚，都只是排版的冰山一角，可以说，一个人是没有办法完全控制一个印刷文件里面的所有排版细节的，就仿佛人们可以挑选衣服的颜色，款式，但是人们却对“编织手法，扣子是材质”之类的问题疏于关注，这是因为这些细节没办法全部被考量，人类的大脑接受不了这么多的信息。
​ 由此就衍生出了排版里面我最看重的一个概念，就是“缺省”。正是由于人们没有办法关注到每一个细节，所以对于用户没有办法关注到的细节，软件开发者就必需提供“默认设置”，也就是“缺省”。当然理想的缺省是没有任何问题的，人们可以随意修改自己关心的缺省设置为自己的设置，而对于自己不关心的设置就采用“默认设置”。
​ 但是事实似乎并不是这样的，修改缺省设置并不是简简单单的，我曾经为了在word中将目录调成人能看的样子，查阅各种资料查了一个小时，最后手敲的目录。由此就引出了一个根本的问题：似乎缺省设置进犯了用户排版的权利。而我评价一款排版编辑工具的好坏，最重要的就是看它在我看重的的设置中修改的难度。
​ 假设由此来看，现实生活中LaTeX和Word都不是很好的软件，我自己的学习中只要敲代码和写笔记两个文字编辑的排版需求。而这两个需求对于排版设计没有那么多的要求，所以各种IDE和Typora可以完全满足我的需求，并不需要专业的排版软件，但是我的生活中还有一个东西叫做论文，这个东西是一个需要更多排版设计的东西（其实还有一个东西是PPT，那个东西太恐惧了）。这使就需要对LaTex和Word做出选择了。
​ 我刚刚学完LaTex，感觉确实因为是代码化的，所以确实在修改方面有很多的优势，但是也并没有说到达完全的自由，起码我觉得还是有很多东西是受到限制的，所以我如今的观点是LaTeX只是一个软件，而不是一个救星。比如说扩展包之类的东西，还是感觉用数值改的化，确实丧失了一些“所见即所得”的设计直观优势。
1.2 理论思路

​ 练习排版最重要的是理论（我坚信设计才干是在理论中增长的）。但是显然我没有那么多的理论任务，所以无论是之前看《Word排版之道》还是各种学习视频，因为始终没有跟理论结合起来，所以根本上就是看过就忘。这是没有办法的事情，我总不可能变出理论任务来，所以只能用一种低效的方式停止排版的学习。
​ 不过我还是想清楚了一个很重要的事情，就是将文章和排版解耦联（格式与内容分别），我可以先用Typora贮存文本信息和文章的层次构造，然后再在Word或者LaTeX上考虑排版任务，这样分工，就可以让我在写文章的时候专注于文章的内容和构造，而在排版的时候专注于排版思想的实现。
​ 这篇文章第三章可以看做是LaTeX对设计思想的一种实现。同样也可以看做是一组接口，凡是可以实现这些接口的排版工具都是可以考虑的。
​ 此外，对于更多的排版要求，应该及时整理，哪怕是细碎的知识点，也要及时整理收纳。这不是啥系统的东西，设计不成系统，系统是评论家干的事情。
二、LaTeX语法

2.1 语句分类

​ LaTex的源代码语句可以分为三种：

注释：以 % 开头，示例如下
1. % 注释语句以 % 开头
复制代码
命令：又分为普通命令和环境两种，两者主要是格式的区别



• 普通命令，以 \ 开头，直接跟命令，示例如下：
  1. % format: \command[option]{content}
  2. \documentclass{article}
  3. \usepackage[dvipdfm]{graphicx}

  复制代码
• 环境，会以 \begin{command}[option] content \end{command}呈现，示例如下：
  1. \begin{figure}[htbp]
  2.     \centering
  3.     \includegraphics[width=120pt]{avatar.jpg}
  4.     \caption{This is Rick}
  5. \end{figure}

  复制代码
数据，就是最普通的文本，呈现于环境中或者命令中， 不能单独呈现。

​ 这三种语句是可以互相嵌套的。
2.2 源码构造

​ 源码分为两个部分，即：

• 序言（preamble）：用来确定一些文档的设置，如文档的类型，引用的包等：
  1. \documentclass{article}
  2. \usepackage[dvipdfm]{graphicx}

  复制代码
• 正文，在documet这个环境中的所有内容
  1. \begin{document}
  2.     \title{Title}   
  3.     \author{author name}
  4.     \date{\today}
  5.     \maketitle
  6.         ……
  7.            content
  8.            ……
  9. \end{document}

  复制代码

三、功能

3.1 层次构造

​ 层次构造主要包括列表的自动标号和目录两个东西，关于列表自动标号，有下面的命令

1. \part{Part Name}
2. % \chapter{Chapter Name}，只要编译就会报错，是因为article里是没有章的
3. \section{Section Name}
4. \subsection{Subsection Name}
5. \subsubsection{Subsubsection Name}
6. \paragraph{Paragraph Name}
7. \subparagraph{Subparagraph Name}

复制代码

​ 生成的效果如图：

​ 可以看出，能用的似乎只要section类，而且part显示的还是英文，跟中文论文的格式很不一样。
​ 生成目录只需要两个命令

1. \setcounter{tocdepth}{2} % 设定目录深度
2. \tableofcontents % 列出目录

复制代码

​ 假设不想显示某一章的章节，可以如下设置：

1. \chapter*{...}
2. \section*{...}
3. \subsection*{...}
4. \subsubsection*{...}

复制代码

​ 效果如图

3.2 插入图片

​ 需要引入一个宏包

1. \usepackage{graphicx}

复制代码

​ 插入图片的命令如下：

1. \includegraphics[option]{path}

复制代码

​ 其中option有以下选项：

​ 然后在实际插入图片的时候，我们一般采用浮动环境，这个环境似乎就是有利于排版调整的一个环境，详细有啥作用我不晓得，每个都加上就好了，示例如下：

1. \begin{figure}[ht]
2.         \centering
3.         \includegraphics[scale=0.2]{avatar.jpg}
4.         \caption{This is Rick}
5.         \label{fig:avatar}
6. \end{figure}

复制代码

​ 这是一个比较完好的图片格式，第一行的 [ht] 表示图片的理想位置是Here和Top，还有b（bottom）和p（page单独一页）。其实我也不晓得是什么意思。caption会生成标注，然后label是为了方便交叉引用的，但是这个交叉引用，是没有办法跳转的，仿佛有跳转的交叉引用需要调包，但是还有有难看的红框。这就是我不打算视LaTex为救世主的原因。
3.3 数学公式

​ 这个部分最为简单，就是markdown里的语法就可以了，行内公式如下

1. This is an inline equation $F = ma$.

复制代码

​ 整段的公式，不再使用 $$...$$ 而是如下示例：

1. \[
2.         E = mc^2
3. \]

复制代码

3.4 标题页

​ 在文档开端的时候，会有一系列的命令来设置标题页的各种东西，最后用 \maketitle 命令生成标题页，如下：

1. \title{Title}   
2. \author{author name}
3. \date{\today}
4. \maketitle

复制代码

​ 此外，对于 article 来说，是没有标题页的，标题跟正文是连续的，所以为了获得独立的标题页，需要如此设置：

1. \documentclass[titlepage]{article}

复制代码

3.5 交叉引用

​ 根底的交叉引用就是两组命令，但是我感觉不是太有用，因为是没有超链接作用的。

1. \label{labelName}
2. \ref{labelName}

复制代码

​ 交叉引用还有一种特殊的是参考文献，比较根底的是这样的

1. This is a bib\cite{Rowling_1997}.
2. \begin{thebibliography}{99}
3.         \bibitem{Rowling_1997}
4.                 Joanne K. Rowling,
5.                 \emph{Harry Potter and the Philosopher's Stone}.
6.                 Bloomsbury, London,
7.                 1997.
8. \end{thebibliography}

复制代码

​ 但是可以看出不是上标形式，我觉得我处置不了。然后更高阶的方法这里放一篇教程：https://zhuanlan.zhihu.com/p/114733612 。无论怎样，链接应该是没有办法实现的。所以这个问题让我觉得应该专注Word。
3.6 换页分段

换页和分段都是一个简单的命令，比word要好

1. \newpage % 换页
2. \par          % 分段

复制代码

3.7 页眉页脚

​ 需要调包，然后停止设置，感觉很难实现每页私人定制，这个问题跟Word上一样，真是排版的难度。

1. \usepackage{fancyhdr} % 导入fancyhdr包
2. \pagestyle{fancy}
3. % 页眉设置
4. \fancyhead[L]{left head}
5. \fancyhead[R]{right head}
6. \fancyhead[C]{center head}
7. % 页脚设置
8. \fancyfoot[L]{left foot}
9. \fancyfoot[C]{\thepage} % 页码
10. \fancyfoot[R]{right foot}
11. \renewcommand{\headrulewidth}{4pt} % 分隔线宽度4磅
12. \renewcommand{\footrulewidth}{4pt}

复制代码

3.8 重定义命令

​ 这是 LaTex 中的一种特殊用法，大约意思就是可以修改一些集成化的设置吧。格式如下：

1. \renewcommand{\新定义的命令}[参数个数]{命令内容}

复制代码

​ 比较常见的一个应用是转中文的时候，有

1. \renewcommand\contentsname{目录}
2. \renewcommand\listfigurename{插图目录}
3. \renewcommand\listtablename{表格目录}
4. \renewcommand\refname{参考文献}
5. \renewcommand\indexname{索引}
6. \renewcommand\figurename{图}
7. \renewcommand\tablename{表}
8. \renewcommand\abstractname{摘要}
9. \renewcommand\partname{部分}
10. \renewcommand\appendixname{附录}
11. \renewcommand\today{\number\year年\number\month月\number\day日}
12. \renewcommand\algorithm{算法}

复制代码

​ 当然也可以直接定义命令，格式如下：

1. \newcommand{\新定义的命令}[参数个数]{命令内容}

复制代码

3.9 代码块

​ 需要引入包，然后停止一系列设置，设置如下

1. \usepackage{listings} %导入包
3. \definecolor{codebrown}{rgb}{0.8,0.44,0.2}
4. \definecolor{codegray}{rgb}{0.5,0.5,0.5}
5. \definecolor{codepurple}{rgb}{0.58,0,0.82}
6. \definecolor{backcolour}{rgb}{0.95,0.95,0.92}
8. \lstdefinestyle{mystyle}{
9.     backgroundcolor=\color{backcolour},   
10.     commentstyle=\color{codebrown},
11.     keywordstyle=\color{magenta},
12.     numberstyle=\tiny\color{codegray},
13.     stringstyle=\color{codepurple},
14.     basicstyle=\ttfamily\footnotesize,
15.     breakatwhitespace=false,         
16.     breaklines=true,                 
17.     captionpos=b,                    
18.     keepspaces=true,                 
19.     numbers=left,                 
20.     % numbersep=5pt,
21.     % numbers=none,
22.     showspaces=false,               
23.     showstringspaces=false,
24.     showtabs=false,                  
25.     tabsize=2,
26.     xleftmargin=0.1\textwidth,
27.     xrightmargin=0.1\textwidth
28. }
29. \lstset{style=mystyle}

复制代码

​ 代码块示例：

1. \begin{lstlisting}[language=Python, caption=Python example]
2. import numpy as np
3.    
4. def incmatrix(genl1,genl2):
5.     m = len(genl1)
6.     n = len(genl2)
7.     M = None #to become the incidence matrix
8.     VT = np.zeros((n*m,1), int)  #dummy variable
9.    
10.     #compute the bitwise xor matrix
11.     M1 = bitxormatrix(genl1)
12.     M2 = np.triu(bitxormatrix(genl2),1)
14.     for i in range(m-1):
15.         for j in range(i+1, m):
16.             [r,c] = np.where(M2 == M1[i,j])
17.             for k in range(len(r)):
18.                 VT[(i)*n + r[k]] = 1;
19.                 VT[(i)*n + c[k]] = 1;
20.                 VT[(j)*n + r[k]] = 1;
21.                 VT[(j)*n + c[k]] = 1;
22.                
23.                 if M is None:
24.                     M = np.copy(VT)
25.                 else:
26.                     M = np.concatenate((M, VT), 1)
27.                
28.                 VT = np.zeros((n*m,1), int)
29.    
30.     return M
31. \end{lstlisting}

复制代码

四、模板

​ 原本停止问前面三章的学习，内心非常绝望，觉得如此繁琐的东西，该如何是好。LaTex 比 Word 的优势在于用户对于各种设置的功能的操作权限更大，但是 LaTex 的缺点在于各种黑箱设计，弄得我想更近一步的时候，总是望而生畏。不过当学习了美赛模板之后，突然又对 LaTex 重燃了一分希望，大不了就模板改改，哪怕一开端，自己对排版的控制力不够强，也可以借鉴大佬的力量。
4.1 美赛模板

​ mcmthesis是专门为美赛建模论文设计的模板，各种配置都很齐全，我依照文档又将示例代码重新注释了一遍，注释一遍的过程相当的有好处，感觉对文章的理解加深了。
​ .cls 文件里是可以翻开的，这个文件贮存着模板信息，假设在 .tex 文件中改不了的东西，可以在这个文件里面查找修改，非常方便。不要怕。
​ 放一下我的注释版：https://bhpan.buaa.edu.cn:443/link/A693742C871B6E350B3B8F36FEF91AA8