【学习笔记】LaTeX 学习笔记

reference：

声明：本学习笔记内容浅薄，仅作为入门使用。进阶的 LaTeX 用法需要进一步研究。

熟悉 LaTeX

LaTeX：是一种基于 TeX 的文档排版系统。

LaTeX 发行版：一个将各种排版引擎、编译脚本、格式转换工具、管理界面、配置文件、支持工具、字体以及数以千计的宏包和文档，集合起来打包发布的软件。

本地 LaTeX 编辑器：TeX Live + TeX Studio

TeX Live：是由 TUG（TeX User Group）发布的一个 LaTeX 发行版。

TeX Live 安装 reference：

TeX Studio：是一个用于创作 LaTeX 文档的集成写作环境（编辑器）。

进入 TeX Studio 官网，下载安装即可。

在线 LaTeX 编辑器：Overleaf

Overleaf 是一个在线的 LaTeX 编辑器。有许多优点：无需在意环境、实时预览、在线访问、版本控制、丰富的模板库。

英文版：https://www.overleaf.com/

中文版：https://cn.overleaf.com/

LaTeX 文档基础

命令、环境、分组

命令：简单命令的格式为 \命令[可选参数]{必选参数}

LaTeX 的命令对大小写敏感！

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。LaTeX 环境的用法为一对命令 \begin{} 和 \end{}

\begin{环境名}[可选参数]{必选参数}
...
\end{环境名}

分组：LaTeX 使用一对花括号 {} 作为分组，使得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（例如 {\bfseries ...}）。

基础结构

LaTeX 文档结构：导言区+文档内容。

\documentclass[a4paper]{article} % 文档类型（如 article）

% 导言区开始
\usepackage{graphicx} % 引用宏包
\graphicspath{{image/}} % 设置图片目录
% 导言区结束

\begin{document}
% 这里开始是正文
\end{document}

文档内容：文档的正文内容，包含在 \begin{document} 与 \end{document} 这两个标签之间。

导言区：\begin{document} 之前 .tex 文件中的所有内容都被成为导言区。在导言区中，你可以定义文档的类型、定义你所使用的语言、定义你想引入的宏包，以及许多其他的模块。

  • \documentclass{}：声明了文档类型（称为文档类），控制文档的整体外观。不同类型的文档需要不同的文档类。
  • \usepackage{}：引用宏包，以增强或扩充 LaTeX 的功能。
  • ...

组织方式

当编写长篇文章时，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。

  • \include{<filename>}：用于在源代码中插入文件，<filename> 为不带 .tex 的文件名。
    • 插入文件前，会另起一页。
    • 不能嵌套使用 \include。
  • \input{<filename>}：用于在源代码中插入文件，<filename> 为不带 .tex 的文件名。
    • 纯粹地将文件中的内容插入。
    • 可以嵌套使用 \input。

文件路径分隔符：

  • Windows：默认使用反斜杠 \ 作为路径分隔符。但内核支持两种分隔符（\ 与 / 均可）。
  • Linux/Unix/macOS：一律使用正斜杠 / 作为路径分隔符（反斜杠 \ 在 Linux Shell 里是转义字符，不会被识别为路径分隔符）。

LaTeX 的 \input 在不同系统下的路径写法：

  • 在 LaTeX 中，反斜杠 \ 是命令起始符，不是路径分隔符。若想使用反斜杠必须转义 \\。
  • 不论是在 Windows 或 Linux 环境下，都建议统一使用 / 作为路径分隔符，TeX 引擎内部会把 / 转化成对应系统的路径分隔符。

LaTeX 个人常用宏包

\usepackage{ctex}			% 中文支持
\usepackage{unicode-math}	% 数学字体设定
\usepackage{amsmath}		% 增强数学公式
\usepackage{latexsym}		% 补充数学符号
\usepackage{xcolor}			% 彩色支持
\usepackage{graphicx}		% 图片支持
\usepackage{multicol}		% 多栏排版
\usepackage{booktabs}		% 高质量表格
\usepackage{enumitem}		% 列表定制
\usepackage{calligra}		% 手写字体
\usepackage{listings}		% 代码高亮（基础版）
\usepackage{minted}			% 代码高亮（pygments 版）
\usepackage{stackengine}	% 元素堆叠
\usepackage{indentfirst}	% 首行缩进
\usepackage{ulem}			% 下划线/删除线
\usepackage{hyperref}		% 超链接功能

ctex：提供对中文的支持

LaTeX 本身不直接支持中文。

ctex 提供了对中文字体的自动选择和配置功能*，用户无需手动配置中文字体。常用的有

  • 宋体、黑体、楷体。
  • 支持字体的设置，包括字体的大小、粗细、斜体等。

ctex 提供了中文排版：

  • 自动支持中英文排版，能够处理中英文之间的空格问题。
  • 自动设置合适的行间距，保证排版效果。

注意，源代码需要保存为 UTF-8 编码，并使用 xelatex 或 lualatex 编译。

LaTeX 标题页

标题：\title{}

作者：\author{}

日期：\date{}。你可以手动地输入日期，或使用 \today 指令（\date{\today}）。

现在你已经定义了文档的标题、作者、日期，你可以使用 \maketitle 指令来让这些命令生效。示例：

\documentclass{article}

\title{Basis of Data Structure}
\author{C.L.}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle % 生成标题

What we are going to introduce is the Basis of data structure.

\end{document}

通常可以结合使用 \newpage 来使得标题页独占一页。

LaTeX 文档结构

摘要

摘要：常见格式：

\begin{abstract}
    % 摘要
\end{abstract}

常常用于简要概述或总结本文的核心主题或论点。

章节层次

章节层次：LaTeX 的章节层次从高到低分别是：

层次 含义
\part 部、篇
\chapter 章（仅 book/report 有，article 没有）
\section 节（一级标题）
\subsection 小节（二级标题）
\subsubsection 小小节（三级标题）
\paragraph 段标题（行内标题）
\subparagraph 子段标题（行内标题）

目录

目录：可以使用 \tableofcontents 生成目录，带章节标号与页码。

示例：

\tableofcontents

\part{数据结构}

\section{线段树}

\subsection{普通线段树}

\subsubsection{势能线段树}

\paragraph{Segment Tree Beat!}

LaTeX 文本标记

注释

注释是一种不会出现在最终输出文档的文字。

注释对组织文档、添加笔记、调试代码有着很大的帮助。

在 LaTeX 中添加注释，只需在要注释的内容前加一个 % 即可。

加粗、斜体、下划线、删除线、强调

加粗：\textbf{} 或 {\bfseries ...}

斜体：\textit{} 或 {\itshape ...}

下划线：\underline{}

删除线：\sout{}（需要使用 ulem 宏包）。

强调：\emph{}。它真正的作用取决于它所在的环境：

  • 在正常文字中，强调文字是斜体；
  • 在斜体文字中，强调文字是正常字体。
  • 在 ulem 宏包中，强调文字是下划线。

示例：

Some of the greatest \emph{discoveries} in science 
were made by accident.

\textit{Some of the greatest \emph{discoveries} 
in science were made by accident.}

\textbf{Some of the greatest \emph{discoveries} 
in science were made by accident.}

颜色

需要使用宏包 xcolor。

文本颜色：\textcolor{<颜色>}{<文本>}。

文本背景颜色：\colorbox{<颜色>}{<文本>}。

字号

命令 相对大小（从小到大） 大小 = 首行缩进
\tiny 最小 5 pt
\scriptsize 很小 7 pt
\footnotesize 脚注大小 8 pt
\small 小 9 pt
\normalsize 正常（默认） 10 pt
\large 稍大 12 pt
\Large 大 14.4 pt
\LARGE 很大 17.28 pt
\huge 次大 20.74 pt
\Huge 最大 24.88 pt

示例：

\tiny Text

\scriptsize Text

\footnotesize Text

\small Text

\normalsize Text

\large Text

\Large Text

\LARGE Text

\huge Text

\Huge Text

字体

默认情况下，LaTeX 文本默认字体为罗马（直立）衬线字体，Roman (upright) serif font。

可以使用 \fontfamily{...}\selectfont 切换字体（二者必须连用）。

  • \fontfamily{...}：声明选择的字体族。
  • \selectfont：用于实际切换上述选择的字体。

LaTeX 数学公式

需要使用宏包 amsmath。

数学公式：LaTeX 的数学排版需要进入数学模式。

  • 行内公式：用单个美元符号（$）包围起来的内容。
  • 单行公式：用两个美元符号（$$）包围起来的内容（不推荐！），或 \[ ... \] 包围起来的内容。
    • $$ ... $$ 是 Plain TeX 遗留语法，不支持 amsmath 等扩展，且在多数学术期刊模板中被禁止。
    • 最好不要尝试在单行公式中编写多行公式，很多编译器在 $$ ... $$ 或 \[ ... \] 中不处理 \\。
  • equation 环境内的公式：会自动编号。上述的行内公式与单行公式都是默认不自动编号的。
  • align 环境内的公式：常常用于多行公式。

示例：

$e^{ix} = \cos(x) + i \sin(x)$

$$
f(n) = \sum\limits_{i = m}^n \binom{n}{i} g(i) \iff g(n) = \sum\limits_{i = m}^n (-1)^{n - i} \binom{n}{i} f(i)
$$

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

\begin{align}
    \complement_U (A \cap B) = \complement_U A \cup \complement_U B \\
    \complement_U (A \cup B) = \complement_U A \cap \complement_U B
\end{align}

此处应有一大段关于数学公式的细节介绍，但由于笔者在使用 markdown 时已经记清楚了个大概，就不再赘述。

数学公式的查找：

LaTeX 列表

reference：https://cn.overleaf.com/learn/latex/Lists

列表：常见格式：

\begin{<列表类型>}
	\item
	\item
	\item
\end{<列表类型>}
  • 在 LaTeX 中，有许多类型的列表。最常见的三种列表类型：
    • 无序列表：itemize。
    • 有序列表：enumerate。
    • 描述性列表：description。
  • \item：用来列举列表中的其中一项。
  • \item[<描述>]：用来列举列表中的其中一项，可以自定义描述词（无序列表与有序列表仍然适用，但描述性列表的描述词会加粗）。

示例：

无序列表：
\begin{itemize}
    \item 第一项。
    \item 第二项。
    \item 第三项。
\end{itemize}

有序列表：
\begin{enumerate}
    \item 第一项。
    \item 第二项。
    \item 第三项。
\end{enumerate}

描述性列表：
设 $G$ 为非空集合，其上有 $G \times G \to G$（封闭性）的二元运算 $\cdot$，如果满足以下性质，则称 $(G, \cdot)$ 是一个群：
\begin{description}
    \item[结合律:] 对于任意 $a, b, c \in G$，成立 $a \cdot (b \cdot c) = (a \cdot b) \cdot c$。
    \item[有单位元:] 存在 $e \in G$，使得对于任意 $a \in G$，都成立 $a \cdot e = e \cdot a = e$。
    \item[存在逆元:] 对于任意 $a \in G$，都存在相应的 $b \in G$ 使得 $a \cdot b = b \cdot a = e$。
\end{description}

列表的嵌套：常见格式：

\begin{itemize} % 一级列表
    \item 1
    \begin{itemize} % 二级列表
		\item 1.1
        \begin{itemize} % 三级列表
            \item 1.1.1
            \item 1.1.2
        \end{itemize}
		\item 1.2
    \end{itemize}
    \item 2
    \begin{itemize} % 二级列表
		\item 2.1
		\item 2.2
    \end{itemize}
\end{itemize}

在 LaTeX 中，可以在列表中嵌套列表（可以是同一种列表，也可以是不同种列表）。

  • 对于无序列表，黑圆点类型会随着嵌套深度的增加而变化。
  • 对于有序列表，数字类型会随着嵌套深度的增加而变化。

LaTeX 图片

需要使用宏包 graphicx。

图片：常见格式：

\begin{figure}
	\includegraphics[可选参数]{logo}
\end{figure}
  • \graphicspath{{image/}}：设置图片目录为 .tex 所在目录下的 image 文件夹（参数必须是双层花括号，结尾必须要有 /）。
  • \includegraphics[可选参数]{logo}：在文档中添加图片。这里的 logo 是图片的文件名（没有文件名的后缀），所以 logo.png 就是 logo。
\includegraphics 可选参数 含义 举例
width=<长度> 将图片缩放至指定宽度 \includegraphics[width=0.8\textwidth]{logx}
height=<长度> 将图片缩放至指定高度 \includegraphics[height=10cm]{logx}
scale=<因子> 将图片相对于原尺寸按比例缩放 \includegraphics[scale=0.5]{logx}
keepaspectratio 保持宽高比；通常与 width 或 height 连用 \includegraphics[width=10cm, keepaspectratio]{logo}
angle=<角度> 将图片逆时针旋转（角度制） \includegraphics[angle=90]{logo}
trim=<左 下 右 上>, clip 裁剪图片边缘。四个参数分别对应
左下右上的裁剪距离。注意加 clip		 \includegraphics[trim=1cm 2cm 1cm 2cm, clip]{logo}

长度单位举例：

  • cm、mm、in、pt。
  • \textwidth（正文区宽度，不包括左右页边距）、\linewidth（当前行的宽度）、\paperwidth（整张纸的物理宽度）。

LaTeX 表格

表格：常见格式：

\begin{tabular}{<表格参数>}
     &  \\
   \hline
     & 
\end{tabular}
  • <表格参数>：是你必须为表格指定的参数，示例：
\begin{tabular}{|l|c|r|}
    \hline
    cell1 & cell2 & cell3 \\
    \hline
    cell4 & cell5 & cell6 \\
    \hline
    cell7 & cell8 & cell9 \\
    \hline
\end{tabular}

在该示例的表格参数中，l/c/r 分别表示居 左/中/右 对齐，竖线 | 表示表格在对应位置存在一条列间竖线。

  • &：用于划分单个表格单元格。
  • \\：用于换行。
  • \hline：表示表格在对应位置存在一条行间横线。

*LaTeX 浮动体

reference：https://liam.page/2017/03/11/floats-in-LaTeX-basic/

图片和表格有时会很大，在插入的位置不一定放得下，又不方便分页。因此需要浮动调整。常见格式：

\begin{figure}[<位置>] % 例如 htbp
	<图片>
\end{figure}
  • 位置描述符，指定了浮动体摆放的编号。基本地，有以下几种：
    • h：表示 here，当前位置。
    • t：表示 top，顶部。
    • b：表示 bottom，底部。
    • p：表示 float page，浮动页（单独成页）。
  • 使用 htbp 时，LaTeX 会根据文档排版的需要，选择最合适的位置来放置图像或表格。如果不能完全满足指定的位置，LaTeX 会根据文档的排版规则进行调整。

LaTeX 交叉引用

小提示：交叉引用至少要编译两遍才能稳定显示。

标签：用于标记你希望交叉引用的内容。相当于给一个内容命名，后续要引用时，就引用该标签。

它常与章节、公式、图片、表格等等一起使用。

为了避免标记冲突，通常使用 sec: 来标记章节、eq: 来标记公式、fig: 来标记图片、tab: 来标记表格。

引用：用于引用你之前标记的标签。

特别地，当使用了宏包 hyperref 时，\ref、\eqref 等会自动添加超链接。

章节的交叉引用

示例：

\section{介绍}\label{sec:介绍}

今天我们要介绍数据结构基础 ...

\newpage

在 \ref{sec:介绍} 章节中 ...

在第 \pageref{sec:介绍} 页的 \nameref{sec:介绍} 章节中。
  • \label{sec:}：给某章节编号。
  • \ref{sec:}：引用某章节，将展示该标题的编号。
  • \nameref{sec:}：引用某章节，将展示该标题的名字。
  • \pageref{sec:}：引用某章节，将展示该标题的页码。

公式的交叉引用

示例 1：

\begin{equation} \label{eq:范德蒙德卷积}
    \sum\limits_{k}\binom{s}{k}\binom{t}{m - k} = \binom{s + t}{m}
\end{equation}

\newpage

详见公式 \ref{eq:范德蒙德卷积}。

详见公式 \eqref{eq:范德蒙德卷积}。

示例 2：

\begin{align}
& \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} A_{n - 1 - s}^{i - 1} \cdot s \cdot (n - 1 - i)! \cdot (n - i) \notag \\
& = \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} \frac{(n - 1 - s)!}{(n - i - s)!} \cdot s \cdot (n - i)! \notag \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} \frac{(n - i)!}{(n - i - s)!} \notag \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot s! \cdot \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} \frac{(n - i)!}{(n - i - s)! \cdot s!} \notag \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot s! \cdot \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} \binom{n - i}{s} \notag \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot s! \cdot \sum\limits_{i = 1}^{n - 1} \binom{i}{s} \label{eq:上指标求和法} \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot s! \cdot \binom{n}{s + 1} \notag \\
& = (n - 1 - s)! \cdot s \cdot s! \cdot \frac{n!}{(n - 1 - s)! \cdot (s + 1)!} \notag \\
& = \frac{s}{s + 1} \cdot n! \notag
\end{align}

在公式 \eqref{eq:上指标求和法} 的化简中，运用了\emph{上指标求和法}的技巧 ...
  • \label{eq:}：给某公式编号。
    • 只能对带编号的环境使用（来自 amsmath），而不能对 $$ ... $$ 或 \[ ... \] 使用。
    • 单行公式用 equation 等环境。
    • 多行公式用 align/gather 等环境，并把 \label 放在你想引用的那一行，其他不想编号的行可以加 \notag 或 \nonumber。
  • \ref{eq:}：引用某公式，将展示该公式的编号。
  • \eqref{eq:}：引用某公式，将展示该公式的编号，并自动添加两个半角括号。

图片的交叉引用

示例：

福大校徽请参见图 \ref{fig:logo}
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=0.2\linewidth]{福州大学 校徽.png}
    \caption{福大校徽。}
    \label{fig:logo}
\end{figure}
  • \centering：将图片居中。
  • \caption：设置图片标题。图标题一般在下方。
  • \label{fig:}：给某图片编号。
  • \ref{fig:}：引用某图片，将展示该图片的编号。

表格的交叉引用

示例：

\begin{table}[htbp]
    \centering
    \begin{tabular}{|c|c|}
        \hline
        金牌 & $10\%$ \\
        \hline
        银牌 & $20\%$ \\
        \hline
        铜牌 & $30\%$ \\
        \hline
    \end{tabular}
    \caption{ICPC 各奖牌比例}
    \label{tab:ICPC 各奖牌比例}
\end{table}

ICPC 各奖牌比例详见表 \ref{tab:ICPC 各奖牌比例}。
  • \caption：设置表格标题。表标题一般在上方。
  • \label{tab:}：给某表格编号。
  • \ref{tab:}：引用某表格，将展示该图片的编号。

LaTeX 代码

reference：https://zhuanlan.zhihu.com/p/348850937

minted

需要使用宏包 minted。

要使得 minted 与本地 LaTeX 发行版配合使用，必须安装一个 pygments 的附加程序。并且需要在 TeX Studio 中更改 xelatex 的编译命令（具体参考 reference）。

可以在 overleaf 上开箱即用。

minted 代码渲染：

\begin{minted}{<语言>}
	<代码>
\end{minted}

minted 的小设置：

\definecolor{LightGray}{gray}{0.95}

\setminted{
	tabsize=4,					% 设置缩进大小 =4
	autogobble,					% 自动删除代码开头的多余缩进
	breaklines,					% 自动在长代码处换行
	frame=lines,				% 设置代码框架为线条
	framesep=2mm,				% 设置框架与代码之间的间距
	baselinestretch=1.2,		% 设置行间距
	bgcolor=LightGray,			% 设置背景颜色为浅灰色
	fontsize=\footnotesize,		% 设置代码字体为 \footnotesize
	linenos						% 显示行号
}

minted 中的代码插入：\inputminted{<language>}{<file>}（参照 \input）。

Beamer（幻灯片类）

Beamer 是一个功能强大的 LaTeX 类，用于制作演示文稿。许多学术类演示文稿都依靠 Beamer 制作。

Beamer 结构清晰，且由于 Beamer 基于 LaTeX，对数学公式特别友好，故 Beamer 是学术类（尤其数学类）文稿制作的极佳选择。因为学术类演示文稿的内容重要性远大于文稿美观性。

常见格式：

\documentclass{beamer}

% 导言区开始

\usetheme{...}		% 颜色主题
\usecolortheme{...}	% 字体主题

% 导言区结束

\begin{document}
	\begin{frame}
		<文稿内容>
	\end{frame}
	...
\end{document}

Beamer 主题

Beamer 的主题分为颜色主题和字体主题两种：

  • \usetheme{}：设置颜色主题。
  • \usecolortheme{}：设置字体主题。

可以通过 https://hartwork.org/beamer-theme-matrix/ 来挑选你喜欢的主题（行是颜色主题，列是字体主题）。

个人最喜欢的主题是：

\usetheme{Ilmenau}
\usecolortheme{default}

页

Beamer 的一个页称为一个 frame，通常一个页的格式为

\begin{frame}
	...
\end{frame}

同样地，Beamer 也有标题页等的特殊页码。

引用块

Beamer 有三种基本引用块，分别是：提示块 block，警示块 alertblock，示例块 examples。

\begin{block}{<提示块名字>}
蓝色的提示块。
\end{block}

\begin{alertblock}{<警示块名字>}
红色的警示块。
\end{alertblock}

\begin{examples}
绿色的示例块，名字叫``例''。
\end{examples}

设置顶部导航栏（小圆点导航栏）

Beamer 内部自动的交叉引用：

  • 一个小圆点代表了一个页。
  • 一个 \subsection 中的所有页，其对应的小圆点集中在同一行。
  • 一个 \section 中的所有 \subsection，其包含的小圆点分列于不同行。
\useoutertheme{miniframes}					% 使用 miniframes 外部主题
\setbeamertemplate{navigation symbols}{}	% 把默认的导航符号移除，只保留顶部的栏
\setbeamertemplate{mini frame}[circle]		% 使用小圆点代替小方块

设置滚动样式

\hypersetup{
	pdfpagelayout=OneColumn,				% 单列，连续滚动
	pdfstartview=Fit						% 打开时宽度自适应窗口
}
posted @ 2025-05-19 12:04  Calculatelove  阅读(207)  评论(0)    收藏  举报