来学习一下初级的LaTex语法知识吧🍃🍃🍃~

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何为LaTeX

LaTeX是一个让我们的文档看起来更专业的排版软件。

可能有人会问，我们用word不就够了，为什么还要使用LaTeX呢？

确实，如果你习惯于使用Office Word处理文档，可能会觉得LaTeX的编写很不习惯。

Word是典型的【所见即所得】的编辑器，写文档的时候就能查看到最终的排版效果。而LaTeX是内容与格式分离的，使用LaTex时我们并不能方便地查看最终效果。但正是如此，LaTeX是纯文本，适合进行Git版本控制，而Word是二进制文件，是直接格式化的，版本对比困难，难以维护其一致性。.tex 结尾的文本文件可以用任意文本编辑器编辑，编辑过程中我们可以标记文档的结构。在编辑LaTeX的过程中我们可以标记文档结构，完成后我们可以进行编译，可以转换为另一种格式的文档。但最常用的是导出PDF格式。

LaTeX常见应用在：

• 技术白皮书
• API文档
• 产品说明书
• 标准文档
• 论文和技术报告

首先安装TeX Live (https://tug.org/texlive/) 和 TeXStudio (https://texstudio.org/ )，不详细展开。

在TeX Studio中需要配置各种latex exe文件的路径。【选项】【设置TeXStudio】【命令】

文档结构

基本要素

新建一个tex文档

\documentclass[a4paper, 12pt]{article}

\begin{document}
  A sentence of text.
\end{document}

\documentclass 命令必须出现在每个 LaTeX 文档的开头。花括号内的文本指定了文档的类型。

article 文档类型适合较短的文章，比如期刊文章和短篇报告。

其他文档类型包括 report（适用于更长的多章节的文档，比如博士生论文），proc（会议论文集），book 和 beamer。方括号内的文本指定了一些选项——示例中它设置纸张大小为 A4，主要文字大小为 12pt。

\begin{document} 和 \end{document} 命令将你的文本内容包裹起来。任何在 \begin{document} 之前的文本都被视为前导命令，会影响整个文档。任何在 \end{document} 之后的文本都会被忽视。

空行不是必要的，但它可以让长的文档更易读。

【选项】【设置TeX Studio】【构建】中选择XeLaTeX作为默认编译器。点击编译按钮，源文件会被转换为 PDF 文档，这需要花费一定的时间。在编译结束后，TeXworks 的 PDF 查看器会打开并预览生成的文件。PDF 文件会被自动地保存在与 TeX 文档相同的目录下。

文档标题

\maketitle 命令可以给文档创建标题。你需要指定文档的标题。如果没有指定日期，就会使用现在的时间，作者是可选的。

→ 在 \begin{document} 和 命令后紧跟着输入以下文本：

\title{My First Document}
\author{My Name}
\date{\today}
\maketitle

你的文档现在长成了这样：

\documentclass[a4paper, 12pt]{article}

\begin{document}
  \title{My First Document}
  \author{My Name}
  \date{\today}
  \maketitle

  A sentence of text.
\end{document}

→ 点击 编译 按扭，核对生成的 PDF 文档。

要点笔记：

• \today 是插入当前时间的命令。你也可以输入一个不同的时间，比如 \date{November 2013}。
• article 文档的正文会紧跟着标题之后在同一页上排版。report 会将标题置为单独的一页。

章节

如果需要的话，你可能想将你的文档分为章（Chatpers）、节（Sections）和小节（Subsections）。下列分节命令适用于 article 类型的文档：

• \section{...}
• \subsection{...}
• \subsubsection{...}
• \paragraph{...}
• \subparagraph{...}

花括号内的文本表示章节的标题。对于 report 和 book 类型的文档我们还支持 \chapter{...} 的命令。

→ 将 “A sentence of text.” 替换为以下文本：

\section{Introduction}
This is the introduction.

\section{Methods}

\subsection{Stage 1}
The first part of the methods.

\subsection{Stage 2}
The second part of the methods.

\section{Results}
Here are my results.

创建标签

你可以对任意章节命令创建标签，这样他们可以在文档的其他部分被引用。使用 \label{labelname} 对章节创建标签。然后输入 \ref{labelname} 或者 \pageref{labelname} 来引用对应的章节。

→ 在 \subsection{Stage 1} 下面另起一行，输入 \label{sec1}。 →在 Results 章节输入 Referring to section \ref{sec1} on page \pageref{sec1}。

你的文档会变成这样：

\documentclass[a4paper, 12pt]{article}

\begin{document}
  \title{My First Document}
  \author{My Name}
  \date{\today}
  \maketitle

  \section{Introduction}
  This is the introduction.

  \section{Methods}

  \subsection{Stage 1}
  \label{sec1} The first part of the methods.

  \subsection{Stage 2}
  The second part of the methods.

  \section{Results}
  Here are my results. Referring to section \ref{sec1} on page \pageref{sec1}
\end{document}

→编译并检查 PDF 文档（你可能需要连续编译两次）：

生成目录（TOC）

如果你使用分节命令，那么可以容易地生成一个目录。使用 \tableofcontents 在文档中创建目录。通常我们会在标题的后面建立目录。你可能也想也想更改页码为罗马数字（i,ii,iii）。这会确保文档的正文从第 1 页开始。页码可以使用 \pagenumbering{...} 在阿拉伯数字和罗马数字见切换。

→ 在 \maketitle 之后输入以下内容：

\pagenumbering{roman}
\tableofcontents
\newpage
\pagenumbering{arabic}

\newpage 命令会另起一个页面，这样我们就可以看到 \pagenumbering 命令带来的影响了。你的文档的前 14 行长这样：

\documentclass[a4paper, 12pt]{article}

\begin{document}

\title{My First Document}
\author{My Name}
\date{\today}
\maketitle

\pagenumbering{roman}
\tableofcontents
\newpage
\pagenumbering{arabic}

→编译并核对文档（可能需要多次编译，下文不赘述）。

文档的第一页长这样：

第二页：

文字处理

中文字体支持

阅读本文学习 LaTeX 的人，首要学会的自然是 LaTeX 的中文字体支持。事实上，让 LaTeX 支持中文字体有许多方法。在此我们仅给出最 简洁 的解决方案：使用 CTeX 宏包。只需要在文档的前导命令部分添加：

\usepackage[UTF8]{ctex} 

就可以了。在编译文档的时侯使用 xelatex 命令，因为它是支持中文字体的。

字体效果

LaTeX 有多种不同的字体效果，在此列举一部分：

\textit{words in italics} \textsl{words slanted} \textsc{words in smallcaps} \textbf{words in bold} \texttt{words in teletype} \textsf{sans serif words} \textrm{roman words} \underline{underlined words} 

效果如下：

→在你的文档中添加更多的文本并尝试各种字体效果。

彩色字体

为了让你的文档支持彩色字体，你需要使用包（package）。你可以引用很多包来增强 LaTeX 的排版效果。包引用的命令放置在文档的前导命令的位置（即放在 \begin{document} 命令之前）。使用 \usepackage[options]{package} 来引用包。其中 package 是包的名称，而 options 是指定包的特征的一些参数。

使用 \usepackage{color} 后，我们可以调用常见的颜色：

使用彩色字体的代码为

{\color{colorname}text} 

其中 colorname 是你想要的颜色的名字，text 是你的彩色文本内容。注意到示例效果中的黄色与白色是有文字背景色的，这个我们同样可以使用 Color 包中的 \colorbox 命令来达到。用法如下：

\colorbox{colorname}{text} 

→在 \begin{document} 前输入 \usepackage{color}。 →在文档内容中输入 {\color{red}fire}。 →编译并核对 PDF 文档内容。

单词 fire 应该是红色的。

你也可以添加一些参数来调用更多的颜色，甚至自定义你需要的颜色。但这部分超出了本书的内容。如果想要获取更多关于彩色文本的内容请阅读 LaTeX Wikibook 的 Colors 章节。

字体大小

接下来我们列举一些 LaTeX 的字体大小设定命令：

normal size words {\tiny tiny words} {\scriptsize scriptsize words} {\footnotesize footnotesize words} {\small small words} {\large large words} {\Large Large words} {\LARGE LARGE words} {\huge huge words} 

效果如下：

→ 尝试为你的文本调整字体大小。

段落缩进

LaTeX 默认每个章节第一段首行顶格，之后的段落首行缩进。如果想要段落顶格，在要顶格的段落前加 \noindent 命令即可。如果希望全局所有段落都顶格，在文档的某一位置使用 \setlength{\parindent}{0pt} 命令，之后的所有段落都会顶格。

列表

LaTeX 支持两种类型的列表：有序列表（enumerate）和无序列表（itemize）。列表中的元素定义为 \item。列表可以有子列表。

→ 输入下面的内容来生成一个有序列表套无序列表：

\begin{enumerate}
  \item First thing

  \item Second thing
    \begin{itemize}
      \item A sub-thing

      \item Another sub-thing
    \end{itemize}

  \item Third thing
\end{enumerate}

→ 编译并核对 PDF 文档。

列表长这样：

可以使用方括号参数来修改无序列表头的标志。例如，\item[-] 会使用一个杠作为标志，你甚至可以使用一个单词，比如 \item[One]。

下面的代码：

\begin{itemize}
  \item[-] First thing

  \item[+] Second thing
    \begin{itemize}
      \item[Fish] A sub-thing

      \item[Plants] Another sub-thing
    \end{itemize}

  \item[Q] Third thing
\end{itemize}

生成的效果为

注释和空格

我们使用 % 创建一个单行注释，在这个字符之后的该行上的内容都会被忽略，直到下一行开始。

下面的代码：

It is a truth universally acknowledged% Note comic irony
in the very first sentence , that a single man in possession of a good fortune,
must be in want of a wife.

生成的结果为

多个连续空格在 LaTeX 中被视为一个空格。多个连续空行被视为一个空行。空行的主要功能是开始一个新的段落。通常来说，LaTeX 忽略空行和其他空白字符，两个反斜杠（\\）可以被用来换行。

→尝试在你的文档中添加注释和空行。

如果你想要在你的文档中添加空格，你可以使用 \vspace{...} 的命令。这样可以添加竖着的空格，高度可以指定。如 \vspace{12pt} 会产生一个空格，高度等于 12pt 的文字的高度。

特殊字符

下列字符在 LaTeX 中属于特殊字符：

# $ % ^ & _ { } ~ \ 

为了使用这些字符，我们需要在他们前面添加反斜杠进行转义：

\# \$ \% \^{} \& \_ \{ \} \~{} 

注意在使用 ^ 和 ~ 字符的时侯需要在后面紧跟一对闭合的花括号，否则他们就会被解释为字母的上标，就像 \^ e 会变成 ˆe。上面的代码生成的效果如下：

注意，反斜杠不能通过反斜杠转义（不然就变成了换行了），使用 \textbackslash 命令代替。

→ 输入代码来在你的文档中生成下面内容：

询问专家或者查看本页面的 源代码 获取帮助。

表格

表格（tabular）命令用于排版表格。LaTeX 默认表格是没有横向和竖向的分割线的——如果你需要，你得手动设定。LaTeX 会根据内容自动设置表格的宽度。下面的代码可以创一个表格：

\begin{tabular}{...} 

省略号会由定义表格的列的代码替换：

• l 表示一个左对齐的列；
• r 表示一个右对齐的列；
• c 表示一个向中对齐的列；
• | 表示一个列的竖线；

例如，{lll} 会生成一个三列的表格，并且保存向左对齐，没有显式的竖线；{|l|l|r|} 会生成一个三列表格，前两列左对齐，最后一列右对齐，并且相邻两列之间有显式的竖线。

表格的数据在 \begin{tabular} 后输入：

• & 用于分割列；
• \\ 用于换行；
• \hline 表示插入一个贯穿所有列的横着的分割线；
• \cline{1-2} 会在第一列和第二列插入一个横着的分割线。

最后使用 \end{tabular} 结束表格。举一些例子：

\begin{tabular}{|l|l|}
  Apples       & Green  \\
  Strawberries & Red    \\
  Orange       & Orange \\
\end{tabular}

\begin{tabular}{rc}
  Apples              & Green  \\
  \hline
  Strawberries        & Red    \\
  \cline{1-1} Oranges & Orange \\
\end{tabular}

\begin{tabular}{|r|l|}
  \hline
  8              & here's \\
  \cline{2-2} 86 & stuff  \\
  \hline
  \hline
  2008           & now    \\
  \hline
\end{tabular}

效果如下：

实践

尝试画出下列表格：

\begin{tabular}{l|r|r}
		Item & Quantity & Price(\$) \\
		\hline
		Nails & 500 & 0.34 \\
		Wooden boards & 100 & 4.00 \\
		Bricks & 240 & 11.50
	\end{tabular}
	
	\vspace{12pt}
	
	\begin{tabular}{l|ccc}
		& Year & & \\
		\cline{2-4}
		City & 2006 & 2007 & 2008 \\
		\hline
		London & 45789 & 46551 & 51298 \\
		Berlin & 34549 & 32543 & 29870 \\
		Paris & 49835 & 51009 & 51970
	\end{tabular}

图表

本章介绍如何在 LaTeX 文档中插入图表。这里我们需要引入 graphicx 包。图片应当是 PDF，PNG，JPEG 或者 GIF 文件。下面的代码会插入一个名为 myimage 的图片：

\begin{figure}[h]
  \centering
  \includegraphics[width=1\textwidth]{myimage}
  \caption{Here is my image}
  \label{image-myimage}
\end{figure}

[h] 是位置参数，h 表示把图表近似地放置在这里（如果能放得下）。有其他的选项：t 表示放在在页面顶端；b 表示放在在页面的底端；p 表示另起一页放置图表。你也可以添加一个 ! 参数来强制放在参数指定的位置（尽管这样排版的效果可能不太好）。

\centering 将图片放置在页面的中央。如果没有该命令会默认左对齐。使用它的效果是很好的，因为图表的标题也是居中对齐的。

\includegraphics{...} 命令可以自动将图放置到你的文档中，图片文件应当与 TeX 文件放在同一目录下。

[width=1\textwidth] 是一个可选的参数，它指定图片的宽度——与文本的宽度相同。宽度也可以以厘米为单位。你也可以使用 [scale=0.5] 将图片按比例缩小（示例相当于缩小一半）。

\caption{...} 定义了图表的标题。如果使用了它，LaTeX 会给你的图表添加「Figure」开头的序号。你可以使用 \listoffigures 来生成一个图表的目录。

\label{...} 创建了一个可以供你引用的标签。

实践

→在你文档的前导命令中添加 \usepackage{graphicx}。 →找到一张图片，放置在你的 LaTeX course 文件夹下。 →在你想要添加图片的地方输入以下内容：

\begin{figure}[h!]
  \centering
  \includegraphics[width=1\textwidth]{ImageFilename}
  \caption{My test image}
\end{figure}

将 ImageFilename 替换为你的文件的名字（不包括后缀）。如果你的文件名有空格，就使用双引号包裹，比如 "screen 20"。

→编译并核对文件。

公式

使用 LaTeX 的主要原因之一是它可以方便地排版公式。我们使用数学模式来排版公式。

插入公式

你可以使用一对 $ 来启用数学模式，这可以用于撰写行内数学公式。例如 $1+2=3$ 的生成效果是 1 + 2 = 3

如果你想要行间的公式，可以使用 $$...$$（现在我们推荐使用 \[...\]，因为前者可能产生不良间距）。例如，$$1+2=3$$ 的生产效果为

如果是生成带标号的公式，可以使用 \begin{equation}...\end{equation}。例如：

\begin{equation}
  1+2=3
\end{equation}

生成的效果为：

数字 6 代表的是章节的编号，仅当你的文档有设置章节时才会出现，比如 report 类型的文档。

使用 \begin{eqnarray}...\end{eqnarray} 来撰写一组带标号的公式。例如：

\begin{eqnarray}
  a & = & b + c \\
  & = & y - z
\end{eqnarray}

生成的效果为

要撰写不标号的公式就在环境标志的后面添加 * 字符，如 {equation*}，{eqnarray*}。

\usepackage{amsmath}
...
\begin{align}
  a & = b + c \\
    & = y - z
\end{align}

数学符号

尽管一些基础的符号可以直接键入，但大多数特殊符号需要使用命令来显示。

本书只是数学符号使用的入门教程，LaTeX Wikibook 的数学符号章节是另一个更好更完整的教程。如果想要了解更多关于数学符号的内容请移步。如果你想找到一个特定的符号，可以使用 Detexfiy，它可以识别手写字符。

上标和下标

上标（Powers）使用 ^ 来表示 下标（Indices）使用 _ 表示 如果上标或下标的内容包含多个字符，请使用花括号包裹起来。

$n^2$
$2_a$
$b_{a-2}$

分数

分数使用 \frac{numerator}{denominator} 命令插入。 分数可以嵌套。

$$\frac{a}{3}$$
$$\frac{y}{\frac{3}{x}+b}$$

根号

我们使用 \sqrt{...} 命令插入根号。 省略号的内容由被开根的内容替代。如果需要添加开根的次数，使用方括号括起来即可。

$$\sqrt{y^2}$$
$$\sqrt[x]{y^2}$$

求和与积分

使用 \sum 和 \int 来插入求和式与积分式。 对于两种符号，上限使用 ^ 来表示，而下限使用 _ 表示。

$$\sum_{x=1}^5 y^z$$
$$\int_a^b f(x)$$

希腊字母

我们可以使用反斜杠加希腊字母的名称来表示一个希腊字母。名称的首字母的大小写决定希腊字母的形态。例如

• $\alpha$ = α
• $\beta$ = β
• $\delta, \Delta$ = δ
• $\pi, \Pi$ =
• $\sigma, \Sigma$ = σ
• $\phi, \Phi, \varphi$ = φ
• $\psi, \Psi$ = ψ
• $\omega, \Omega$ = ω， Ω

实践

→ 撰写代码来生成下列公式：