基于LaTeX的伪代码书写

一、相关基础知识

　　1）本文编写伪代码调用的是'algorithmic'+'algorithm'宏包，而Latex也存在其他的宏包，像是'algorithm2e'等宏包（更加灵活的排版方式，更多的控制选项和更加优美的输出效果，以后有机会会去介绍）。

　　2）一个标准的LaTex文档由如下部分组成：

　　　　1、导言区(Preamble)：在'\begin{document}'命令之前的部分。导言区可以设置文档的格式和样式，以及引入其他必要的宏包和设置（document class、packages、commands等）。

　　　　2、正文(Body)：在'\begin{document}'和'\end{document}'命令之间的部分。正文部分包括文档的实际内容，如段落、章节、公式、表格、图片等

　　　　3、参考文献(Bibliography)：一个单独的部分，包含在文档中引用的所有来源完整引用信息。

　　　　4、附录(Appendix)：额外信息的补充，像是代码、公式推导等

　　　　5、注释(Comments)：对文档的说明和解释，一般不会被编译。

二、Example

　　1）如下给出一个简单的例子，以引出本文的重点——基于Latex的伪代码书写（仅解释伪代码相关内容，其余部分请自行查找相关资料）

\documentclass{article}
\usepackage{algorithm}
\usepackage{algorithmic}
\title{Pseudocode}
\author{Huang}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle

\begin{algorithm}
    \caption{Example Pseudocode}
\end{algorithm}

\end{document}

　　可以发现这里在引言区引入宏包 algorithm 和 algorithmic ，两者用于帮助我们编写结构化和可读性更好的算法代码。

　　在正文部分引入本文所需要编写的伪代码部分，如下所示：

　　

---

　　2）上文我们构造了一个algorithm块，接下来会去其中嵌入algorithmic块，实现一些变量之前的基本运算。如下所示：

\begin{algorithm}
    \caption{Example Pseudocode}
    \begin{algorithmic}
        \STATE $x\gets0$
    \end{algorithmic}
\end{algorithm}

　　编译之后的结果如下所示：

 

 

---

_{3）代码常见的判断结构（if-else）和循环结构（for, while）是最常见的算法逻辑，下文通过Latex实现一个简单的判断结构：}

        \IF{$x\leq 0$}
        \STATE $x\gets x+1$
        \ELSIF{$ x\geq 1$}
        \STATE $x\gets x-1$
        \ELSE
        \STATE $x\gets 2x$
        \ENDIF

　　生成伪代码如下所示：

　　这里可以发现我们只需要'\IF'和'\ENDIF'限制判断结构的范围即可。

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　　3）类似于if判断结构，我们可以编写相关的循环结构（for、forall等循环结构体）：

    \begin{algorithmic}
        % while循环
        \WHILE{$ x\leq 0$}
        \STATE $x\gets x+1$
        \ENDWHILE
    \end{algorithmic}

    \begin{algorithmic}
        % for循环
        \FOR{$ x\leq 0$}
        \STATE $x\gets x+2$
        \ENDFOR
    \end{algorithmic}

    \begin{algorithmic}   
        % forall循环
        \FORALL{$ x\leq 0$}
        \STATE $x\gets x+3$
        \ENDFOR
    \end{algorithmic}

　　生成的伪代码如下所示：

 

---

 

 　　4）算法的伪代码中通常会说明算法的输入和输出，帮助读者更好地理解代码。在 algorithmic 中，输入对应\REQUIRE，输出对应\ENSURE，但若是偏爱INPUT和OUTPUT，可以对关键字重定义：

    \renewcommand{\algorithmicrequire}{\textbf{Input:}}
    \renewcommand{\algorithmicensure}{\textbf{Output:}}
    

　　之后在算法段书写如下代码：

    \begin{algorithmic}
        \ENSURE{$y$}
        \REQUIRE{$x$}
        % while循环
        \WHILE{$ x\leq 0$}
        \STATE $y\gets x+1$
        \ENDWHILE
    \end{algorithmic}

　　生成我们想要的伪代码：

 

　　至此，我们可以在Overleaf上基于Latex实现简单的伪代码编写，仍需多多练习！！！！！！！！

三、参考资料

　　1、https://welts.xyz/2022/01/17/pseudocode/

本文仅记录本人学习过程，如有不正之处，敬请指正！谢谢！！