LaTeX¹¶

LaTeX 是一种基于 TeX 的排版系统，广泛用于学术论文、书籍和其他需要高质量排版的文档。与 Markdown 相比，LaTeX 提供了更强大的排版功能，尤其是在处理复杂的数学公式和图表时。

TeX 实际上是一种语言，在1978年由高德纳（Donald E. Knuth）发明，旨在提供一种高质量的排版系统。基本的 TeX 功能仅有300个命令，晦涩难懂，一个简单的符号就需要许多命令实现。后来，人们把这些基本命令封装起来，做成了简写（宏），来实现特殊的目的，于是又出现了 Plain TeX、LaTeX 和 ConTeXt 等“宏集合”。LaTeX 是其中最流行的一个。

而有了语言，就得有编译器/解释器这种东西。而在 TeX 中，这类东西被叫做“引擎”。常见的引擎包括 pdfTeX、XeTeX 和 LuaTeX 等。不同的引擎有着不同的特点和适用场景，例如 pdfTeX 适合处理简单的英文文档，是早年间的主流引擎；XeTeX 最大的卖点在“系统字体即拿即用”、Unicode 原生支持两方面，是汉语相关文档的首选引擎； LuaTeX 则是2007年起的新一代引擎，把内部代码逐渐换成Lua脚本，目标是把TeX 从硬编码的时代解放出来，功能和XeTeX相似，但更开放、更可编程，被视为“未来的 TeX 引擎”。这些引擎配上 LaTeX 宏集合，就被相应的叫做 pdfLaTeX、XeLaTeX 和 LuaLaTeX。

为了方便用户使用，开发者们把引擎、宏集合、字体、更新机制乃至其他常用宏包都打包在一起，形成一个“发行版”。 常见的发行版有 TeX Live、MikTeX 和 MacTeX 等。TeX Live 是目前最流行的发行版，支持多种操作系统，包括 Windows、Linux 和 macOS，每年一个新版本，一次安装就能下载整个 LaTeX 全家桶；MikTeX 主要面向 Windows 用户，提供了易于使用的安装程序和更新机制，对于其他宏包是随用随下载；MacTeX 则是专为 macOS 设计的发行版，集成了 macOS 的特性和工具。

LaTeX的源文档与 Markdown 的简洁干净不同，而是充斥着许多反斜杠、大括号和宏。这表明如果直接使用 LaTeX 进行文本编辑的话会令人极度头大乃至效率降低；因此我个人建议同学们在使用上述工具时，最好是心中打好腹稿然后再进行工作。

我非常感谢张庭瑄同学的帮助，他为本章的内容提供了许多宝贵的建议和指导。

LaTeX 发行版的安装和配置¶

虽然 LaTeX 功能强大，但是其安装过程非常缓慢且困难。对于不愿意在自己电脑上本地安装这东西的读者，笔者建议使用一些线上编译器，例如著名的 Overleaf 等。PKULaTeX 也是一个线上编译器，由 LCPU 开发并维护，欢迎大家使用！

LaTeX的安装冗长且复杂，我这里以最通行的TeX Live为例，介绍其安装过程。其他发行版的安装过程大同小异，读者可以自行参考相关文档进行安装。

Windows机器¶

在安装新的 TeX Live 之前，笔者建议彻底删除任何旧版的 CTeX 套装²，以防出现各种莫名其妙的错误。然后，检查环境变量中有没有 C:\Windows\System32 。如无，请将上述路径添加回环境变量中去。

然后，检查自己的用户名是不是无空格的英文。如果不是，建议修改，这是一个一劳永逸的办法。另一个办法是执行以下命令（注意：PowerShell 用户请自行替换命令为正确的命令）:

 mkdir C:\temp
 set TEMP=C:\temp
 set TMP=C:\temp

如无意外，用户可以从最近的 CTAN 源下载 TexLive 的相关镜像（这个镜像大小高达 6GB）。当然，官网下载过程是非常缓慢的，如果实在是无法忍受其速度，可以考虑改用其他镜像站。

由于未知原因，如果计算机上提前安装了jdk、mingw或Cygwin，建议暂时先把以上软件从环境变量中剔除，等整个安装好了以后再加回去。2345 好压可能也会导致类似的错误，本人建议彻底卸载之，并从此以后不要碰相关的东西；笔者推荐使用 7z 这个压缩软件。

将下载下来的虚拟光驱镜像装载到虚拟光驱中，然后执行其中的批处理文件进行安装。安装过程中，建议选择“安装所有包”以防出现各种未知的错误。之后，在弹出的窗口中选择清华源（校外）或者北大源（校内，速度更快）并进行下载安装。安装过程可能需要较长时间，请耐心等待。

如果你不希望安装在默认的 C:\texlive 目录下，可以在安装过程中选择自定义安装路径。但是，该目录不应包含任何空格或其他非英文特殊字符³。安装完成后，建议将 TeX Live 的 bin 目录添加到系统的环境变量中，以便在命令行中直接使用 LaTeX 命令。我们不建议安装TexLive 的 GUI 前端，因为它不易于使用。

Linux: 以Ubuntu为例¶

在安装前，建议将Ubuntu源更改至国内源以提高下载速度。建议直接去找清华源或者北大源提供的现成配置文件。

然后，下载光盘镜像，并进行装载。

 sudo apt install fontconfig gedit
 sudo mkdir /mnt/texlive
 sudo mount ./texlive2025.iso /mnt/texlive
 sudo /mnt/texlive/install-tl

之后，终端会弹出大量内容，我们可以按照提示进行操作。安装完毕后，将安装镜像卸载：

 sudo umount /mnt/texlive
 sudo rm -r /mnt/texlive # 删除临时挂载目录

在安装完毕后，安装程序会提示用户将一些目录添加到环境变量中。用户可以按照提示进行操作。

之后，我们应当配置字体。如果用户改变了安装路径，应将path/改为自己的实际安装路径。

 sudo cp path/texmf-var/fonts/conf/texlive-fontconfig.conf \
  /etc/fonts/conf.d/09-texlive.conf
 sudo fc-cache -fsv

其他的发行版虽然略有不同，但是也大同小异；总体上都可以大致分为从ISO镜像安装文件和配置相关环境（环境变量、字体）这两步。

LaTeX 在VS Code的配置¶

我们这里使用 XeLaTeX 作为主要的编译引擎，因为它对中文的支持最好，同时也支持Unicode，可以直接输入各种特殊符号而无需额外配置。

首先，我们应当下载并安装 VS Code 的 LaTeX Workshop 插件⁴。该插件提供了 LaTeX 的语法高亮、自动补全、编译和预览等功能。之后，打开你的Code的用户设置json文件，并添加以下配置：

  "latex-workshop.latex.tools": [
    {
      "name": "xelatex",
      "command": "xelatex",
      "args": [
        "-synctex=1",
        "-interaction=nonstopmode",
        "-file-line-error",
        "%DOC%"
      ]
    }
  ],
  "latex-workshop.latex.recipes": [
    {
      "name": "xelatex",
      "tools": [
        "xelatex"
      ]
    }
  ],

然后，如果没有什么问题的话，VS Code 就会使用 XeLaTeX 编译器来编译你的 LaTeX 文档了。之所以使用

我们非常建议关闭 LaTeX Workshop的自动清理功能，因为它会在每次编译后删除所有的辅助文件，这会导致目录、参考文献等相关功能难以正常工作——这些工作往往要求连续编译两次，因此辅助文件是很必要的。为了关闭这一功能，我们可以在用户设置json文件中添加以下配置：

  "latex-workshop.latex.autoClean.run": "never",

如果我们不编译很长的文章的话，可以打开自动编译功能，这样每次保存文档时，VS Code 都会自动编译 LaTeX 文档。但是对于超长文档，自动编译会导致每次习惯性按下保存时都要等待许久。我们需要按需开启或关闭自动编译功能。可以在用户设置json文件中添加以下配置：

  "latex-workshop.latex.autoBuild.run": "onSave",

这样每次保存文档时，VS Code 都会自动编译 LaTeX 文档。将 "onSave" 改为 "never" 则可以关闭自动编译功能。

初探 LaTeX¶

话不多说，先来一个最小运行实例：

\documentclass{article}

\title{This is a title}
\author{Your Name}
\date{\today}

begin{document}
\maketitle
Hello, \LaTeX!
end{document}

这个例子展示了一个最简单的 LaTeX 文档结构。我们从上到下依次解释各个部分的作用： - \documentclass{article}：这行代码指定了文档的类型，这里我们选择了 article 类型，适用于短篇文章和报告。 - 3-5行：这些行定义了文档的标题、作者和日期信息。 - begin{document} 和 end{document}：这两行代码标志着文档的开始和结束，所有的正文内容都应当写在这两行代码之间。 - \maketitle：这行代码用于生成标题或标题页，根据前面定义的标题、作者和日期信息。 - Hello, \LaTeX!：这是文档的正文内容，这里我们简单地输出了一句问候语。

我们用以下命令编译这个文档：

  xelatex example.tex

当然如果用的是 VS Code 的 LaTeX Workshop 插件并开启“保存时自动编译”功能的话，就不需要手动运行上述命令了。

命令和环境¶

从上文中，我们抽象出两个概念：一个是“命令”，另一个是“环境”。

命令通常以反斜杠（\）开头，后面跟着命令名称和可选的参数，用于执行特定的操作，例如设置标题、插入图片等。

对于带有必选参数的命令而言，当必选参数是1个字符或1个命令时，可以省略大括号。例如，命令 \a b 等价于 \a{b}。但是当必选参数是多个字符时，则不能省略大括号，例如 \a bc 并不等价于 \a{bc}，而是等价于 \a{b}c。

除此之外，有的命令还可以带一个星号（*）作为修饰符，以改变命令的行为。例如，命令 section* 用于创建一个无编号的章节标题，而 section 则会创建一个带编号的章节标题。星号修饰符通常用于那些需要特殊处理的命令，以提供更多的灵活性和控制。

环境则是由 begin{} 和 end{} 包围的一段代码块，用于定义特定的结构或格式，例如列表、表格等。在上述begin和end后的环境名参数必须相同，否则会报错。

这两个是 LaTeX 的核心概念，理解它们对于编写 LaTeX 文档非常重要，所有的 LaTeX 文档都是由命令和环境，以及其中的文本内容组成的。

正确输入符号¶

在 LaTeX 中，大多数字符都可以直接输入，例如字母、数字和大部分标点符号。但是，有一些特殊字符在 LaTeX 中有特殊的含义，不能直接输入，否则会导致编译错误，例如# 用来在定义时指定命令参数、$ 用来表示数学模式的开始和结束、% 用来表示注释的开始等。

不能直接输入的符号都需要用一个命令来输入，大多数上述符号对应的命令都是在它的前面加上反斜杠。所以： 使用命令输入符号 | 输入 | \# | \$ | \% | \& | \_ | \{ | \} | \textbackslash | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 输出 | # | $ | % | & | _ | { | } | \ |

反斜杠比较特殊，这个东西被定义为 \textbackslash 而不是 \\，因为后者在 LaTeX 中被定义为换行命令。类似的，^虽然可以用\^输入，但在文本模式下被定义为重音符号，在一些欧洲语言中用于表示字母的变音⁵，例如 \^e 会输出 ê 。如果想要在文本中输入普通的符号，可以使用 \textasciicircum 命令。

类似的，波浪号（\~{}）在 LaTeX 中被定义为不可断行空格，如果想要输入普通的波浪号，可以使用 \textasciitilde 命令。这个东西和数学中的\sim 是不同的，因此不能混用。

还有一些标准键盘难以输入的符号，例如英文省略号、破折号等，也有对应的命令。例如，英文省略号可以用 \dots 或 \ldots 命令⁶输入，破折号可以用 -- 和 --- 分别输入短破折号和长破折号。

类似的，双引号和单引号也有特殊的输入方式：双引号用两个反引号（``）与两个单引号（''），单引号用一个反引号（`）与一个单引号（'）。在排版是时候不要用一对直引号来表示引号，而是要用上述的方式来输入。而中文的引号则可以直接输入，实际上在Unicode中英文引号和中文引号是一个码位的，但字体是不同的。

其他特殊符号（如\S{}）在 XeLaTeX 和 LuaLaTeX 中可以直接输入，因为它们支持 Unicode 字符集。但是在 pdfLaTeX 中，仍然需要使用相应的命令来输入这些符号，例如上述的 \S 命令。类似还有 \P{}（\P）、\textbullet{}（\textbullet）等。

也可以通过Unicode编码来输入一些符号，例如 \symbol{960} 可输出π。这种输入方式仅适用于 XeLaTeX 和 LuaLaTeX，因为它们支持 Unicode 字符集。

还有的符号由宏包提供，pifont、manfnt、wasysym 等宏包都提供了大量的符号，可以根据需要进行使用。

空格、换行和分段¶

空格¶

字母之间的一个空格或多个空格在输出时都会被视为一个空格。这意味着无论你在源代码中输入多少个空格，最终输出的文档中只会显示一个空格。每一行开头的空格会被忽略掉。

而使用Tab输入的水平制表符也会被视为一个空格，多个Tab同样只会被视为一个空格。但不建议在 LaTeX 文档中使用Tab来表示空格。

在pdfLaTeX 外的任何编译方式下使用ctex来处理中文文档时，中文字符之间的空格会被忽略掉，而汉字和字母、数字之间会自动留出间距。

若确实想输出一个空格，使用\来输出一个强制的空格，这个空格允许换行。该空格经常用于在由小写字母和句点构成的缩写的后面，例如e.g.\ LaTeX会输出为e.g.\ LaTeX。这是因为小写字母的后面的句点被认为是一句话的结束，因此后面的空格会被视为句子间距而不是单词间距，从而导致排版效果不佳。使用强制空格可以避免这种情况。

如果想输出一个不可换行的空格，可以使用~来实现，该空格多用于人名。

面对更严格的需求，例如“空一个汉字的宽度”，可以使用\hspace{1em}来实现，其中1em表示当前字体大小的宽度。类似的，\hspace{2em}表示空两个汉字的宽度，依此类推。

由反斜杠和字母构成的命令后面如果直接跟一个空格的话，该空格会被忽略掉，因此如果想在命令后面输出一个空格的话，可以使用强制空格\来实现。例如，\LaTeX\ is great!会输出为LaTeX\ is great!，而不是LaTeX is great!。而更常用的写法是{\LaTeX} is great!。

另，TeX 原语 \ignorespaces 可以用来忽略命令后面的所有空格，直到遇到下一个非空格字符为止，该命令在自定义命令和环境时非常有用。

换行和分段¶

在 LaTeX 中，单个换行符不会导致输出中的换行。要在输出中插入换行，可以使用两个连续的换行符（即一个空行）来表示一个新的段落。例如：

This is the first paragraph.

This is the second paragraph.

这段代码会输出为两个段落。

而换行则通过命令\\来实现，例如：

This is the first line.\\
This is the second line.

换行和分段是两个不同的概念：换行是在同一段落内换到下一行，而分段则是开始一个新的段落。也就是说，换行的时候并没有分段。换行仅能在段落内部使用，所以不能在段落开头使用换行命令。

还有一个换行命令\linebreak，该命令会使得前一行分散对其⁷，并在当前位置强制换行。该命令在少数情况下用于消除连字符。

强制分页¶

有时我们需要在文档中强制分页，有三种常用的方法可以实现这一点： - 使用命令\newpage：该命令会立即开始一个新页，无论当前页是否已满。但在多栏文档中，该命令只会结束当前栏，而不会结束当前页。 - 使用命令\clearpage：该命令总会切到新的页面。 - 使用命令\cleardoublepage：该命令会切换到下一页，并确保新页是奇数页（右侧页）。如果当前页是奇数页，则会插入一个空白页以确保新页是奇数页。该命令通常用于双面打印的文档中，以确保章节或部分总是从右侧页开始。

百分号和代码注释¶

在 LaTeX 中，百分号（%）用于表示注释的开始。任何在百分号后面的内容，直到行尾，都会被视为注释，不会被编译器处理。例如：

This is some text. % This is a comment

这段代码中，This is a comment 是注释内容，不会出现在输出的文档中。

百分号有一个妙用：能够使得LaTeX忽略百分号之后、下一行最前面的所有空格，这一功能在自定义命令和环境时非常有用。例如：

Some text here.%
    More text here.

这段代码会输出为 Some text here.More text here.，而不会在 here. 和 More 之间插入空格。

LaTeX 文档结构¶

显然，一个完整的 LaTeX 文档通常由以下两个部分组成：导言区和正文区。

导言区¶

导言区位于begin{document}命令之前，用于设置文档的类型、加载宏包和定义自定义命令等。导言区中的内容不会直接出现在输出的文档中，但会影响文档的整体格式和功能。

导言区的第一行永远是\documentclass命令，用于指定文档的类型和相关选项。例如：

\documentclass[12pt,a4paper]{article}

这行代码指定了文档类型为 article，字体大小为12pt，纸张大小为A4。上述中括号内的内容被称作“文档类选项”，用于定制文档的外观和行为。

在导言区中，我们还可以使用\usepackage命令来加载宏包，以扩展 LaTeX 的功能。例如：

\usepackage{graphicx} % 用于插入图片
\usepackage{amsmath}  % 用于高级数学排版

也可以在调用宏包时传递选项，例如：

\usepackage[utf8]{inputenc} % 设置输入文件的编码为UTF-8

宏包名称也可以一口气写多个，多个宏包之间用逗号分隔，例如：

\usepackage{graphicx,amsmath,hyperref}

导言区不能出现任何正文内容，否则会导致编译错误。

正文区¶

正文区位于begin{document}和end{document}命令之间，包含了文档的实际内容，如文本、图片、表格等。正文区中的内容会被编译器处理，并出现在输出的文档中。

LaTeX 标准文档类¶

LaTeX 提供了几种标准的文档类，适用于不同类型的文档，最常用的是article、report和book三种文档类，分别用于短篇、中篇和长篇文档的编写。其余的文档类往往是基于上述标准文档类进行扩展和定制的。

标题、标题页¶

标题由命令\title、\author和\date定义，然后通过命令\maketitle生成。标题页通常包含文档的标题、作者和日期等信息。 例如：

\title{My First \LaTeX Document}
\author{Alice \and Bob}
\date{\today}

begin{document}
\maketitle
end{document}

这段代码会生成一个标题页，显示文档的标题、作者和当前日期。多个作者可以使用\and命令分隔。

上述中的\date命令可以省略，如果省略的话，LaTeX 会默认使用当前日期作为文档的日期。如果不想显示日期，可以将\date命令设置为空，例如\date{}。\today命令用于插入当前日期，也可以在\date命令中使用手写的日期，例如\date{January 1, 2024}。

在 LaTeX 默认的设置中，article文档类的标题不单独占1页。而report和book文档类的标题则会单独占1页。如果想让article文档类的标题单独占1页，应这样做：

\documentclass[titlepage]{article}

类似的，report和book文档类如果不想让标题单独占1页，可以这样做：

\documentclass[notitlepage]{report}

而标准文档类也提供了titlepage环境，用于创建自定义的标题页。例如：

begin{titlepage}
  \mbox{}\vfil % 占位符和垂直填充
  begin{center}
    {\Huge My Custom Title Page}\\[2em]
    {\Large Author Name}\[1em]
    {\large \today}
  end{center}
end{titlepage}

上述代码会创建一个自定义的标题页，使用了\mbox{}命令作为占位符，并使用\vfil命令实现垂直居中对齐。标题、作者和日期分别使用不同的字体大小，并通过\\[length]命令调整行间距。上述代码是正文区的一部分，因此应放在begin{document}和end{document}之间，且使用了自定义的标题页就不应该再使用\maketitle命令了，否则会导致重复的标题。

titlepage的另一个特性是会把当前页的页码设置为0，下一页的页码从1开始。

摘要¶

摘要是通过abstract环境⁸来创建的。例如：

begin{abstract}
This is a brief summary of the document.
end{abstract}

一般的，摘要环境应放在标题页之后、目录之前的位置。如果文档没有标题页，则应放在正文的开头部分。

LaTeX 标准文档类的摘要标题是“Abstract”，如果想要更改摘要标题，可以使用\renewcommand命令重新定义\abstractname命令，例如：

\renewcommand{\abstractname}{摘要}

而如果使用了ctex中文文档类或调用了ctex宏包则无需这样做。

章节、附录、目录¶

章节层次¶

在 LaTeX 中，章节和附录是通过特定的命令来创建和管理的，而目录则是通过命令自动生成的。

章节命令和层次 | 层次 | 命令 | 说明 | 可选编号 | | --- | --- | --- | --- | | 最高层次 | \part | 用于划分文档的主要部分 | 是 | | 次高层次 | chapter | 用于划分章节 | 是 | | 中间层次 | section | 用于划分节 | 是 | | 次低层次 | subsection | 用于划分小节 | 是 | | 最低层次 | subsubsection | 用于划分子小节 | 是 | | 段落 | \paragraph | 用于划分段落 | 否 | | 子段落 | \subparagraph | 用于划分子段落 | 否 |

上述表格列出了 LaTeX 中常用的章节命令及其层次结构。需要注意的是，不同的文档类支持的章节层次可能有所不同。例如，article文档类不支持chapter命令，而book和report文档类则支持该命令；在article中subsubsection有编号，而在book和report中则没有编号。

在默认情况下，所有带编号的章节命令都会自动生成编号，并在目录中显示相应的条目。如果不想要编号，可以在命令后面加上星号（*），例如section*{Introduction}。这种无编号的章节不会出现在目录中，除非手动添加。手动添加的方式是：

section*{Introduction}
\addcontentsline{toc}{section}{Introduction} % 手动添加到目录

目录¶

目录则必须基于现有的章节命令自动生成：

\documentclass{article}
begin{document}
\tableofcontents % 生成目录

section{some}
section*{other}
section{some some}
end{document}

上述代码编译两次得到目录内容仅包括“some”和“some some”，而不包括“other”。

在book类中包括一种特殊的分割方式：\frontmatter、\mainmatter和\backmatter命令。这些命令用于划分文档的不同部分，并影响页码的格式和章节编号方式。 - \frontmatter：用于文档的前言部分，通常包括标题页、摘要和目录等。在这一部分中，页码通常使用罗马数字（i, ii, iii, ...），章节编号通常不显示。 - \mainmatter：用于文档的主体部分，包含主要内容。在这一部分中，页码通常使用阿拉伯数字（1, 2, 3, ...），章节编号会正常显示。 - \backmatter：用于文档的附录和参考文献等。在这一部分中，页码继续使用阿拉伯数字，但章节编号通常不显示。

附录¶

附录通过\appendix命令来创建，该命令会将后续的章节编号改为字母编号（A, B, C, ...）。例如：

\appendix
section{First Appendix}
section{Second Appendix}

上述代码会生成两个附录，编号分别为“Appendix A”和“Appendix B”。

标准文档类的选项¶

标准文档类有许多可选的选项，用于定制文档的外观和行为。以下是一些常用的选项： - 纸张大小 用于设置文档的纸张大小，最常用的三种是a4paper，a5paper和b5paper，分别对应A4、A5和B5纸张大小，默认是letterpaper（美国信纸大小），但如果在TexLive安装时把“缺省纸张大小”设置为A4的话，则默认是A4纸张大小。 - 纸张方向 默认是纵向（portrait），可以使用landscape选项将纸张设置为横向（长边为宽）。 - 字体大小 用于设置文档的基本字体大小，常用的有10pt、11pt和12pt，默认是10pt。 - 双面打印 用于设置文档为双面打印格式，默认是单面打印。使用twoside选项启用双面打印，使用oneside选项启用单面打印。book是默认双面打印的，而article和report默认单面打印。 - 标题页 用于控制标题页的显示方式。使用titlepage选项使标题单独占一页，使用notitlepage选项使标题与正文在同一页显示。article默认不单独占页，而report和book默认单独占页。 - 章标题位置 仅适用于report和book文档类。使用openright选项使章节总是从右侧页开始，使用openany选项允许章节从任意页开始。默认是openright。 - 单双栏排版 用于设置文档为单栏或双栏排版。使用twocolumn选项启用双栏排版，使用onecolumn选项启用单栏排版。默认是单栏排版。

我们举个例子：

\documentclass[a4paper,12pt,twoside,titlepage]{report}

上述代码指定了文档类型为report，纸张大小为A4，字体大小为12pt，启用双面打印，并使标题单独占一页。

文档类¶

在 LaTeX 中，内容和格式是分离的，文档类决定了文档的整体结构和格式，而内容则由用户编写。因此，选择合适的文档类对于创建符合需求的文档非常重要。

除了标准的文档类（article、report和book）之外，LaTeX 还有许多其他的文档类，适用于不同类型的文档编写。对于中文文档，最惯用的三个文档类是ctexart、ctexrep和ctexbook，分别对应article、report和book文档类。这些文档类预设了中文支持和常用的中文排版设置，极大地方便了中文文档的编写。

字体、字号和行距¶

行距¶

行距极其简单，仅用一句话即可说明：在导言区使用\linespread{factor}命令来设置行距，其中factor是一个乘数，表示行距相对于默认行距的倍数。例如，\linespread{1.5}会将行距设置为1.5倍，适用于学术论文等需要较大行距的文档。

字体¶

在 LaTeX 中，有三个最基本的字体族：衬线字体（Serif）、无衬线字体（Sans Serif）和等宽字体（Monospaced）。默认情况下，正文使用衬线字体。对于这几个字体族，可以使用以下命令进行切换： - 衬线字体：\textrm{文本} 或 {\rmfamily } - 无衬线字体：\textsf{文本} 或 {\sffamily } - 等宽字体：texttt{文本} 或 {\ttfamily }

在 LaTeX 中，对同一个字体族内加粗、倾斜，本质上是切换字体族内的不同字体变体。加粗和倾斜对应着字体的两个属性：字重和字形。字重表示字体的粗细程度，常见的有常规（Regular）、粗体（Bold）等；字形表示字体的样式，常见的有直立（Upright）、斜体（Italic）和倾斜体（Oblique）等。一般情况下，字重和字形之间的切换是独立的，可以任意组合，但如果不存在某个组合的字体变体，则会退化为最接近的可用变体。

• 中等字重：\textmd{文本} 或 {\mdseries }
• 粗体字重：\textbf{文本} 或 {\bfseries }
• 直立字形：\textup{文本} 或 {\upshape }
• 斜体字形：\textit{文本} 或 {\itshape }
• 倾斜体字形：\textsl{文本} 或 {\slshape }
• 小型大写字形：\textsc{文本} 或 {\scshape }

要叠加字体属性，可以将多个命令嵌套使用，例如：

\textbf{\textit{Bold Italic Text}}
{\bfseries \itshape Bold Italic Text}

以上两种写法都会输出加粗斜体文本。

LaTeX 还提供了“一键恢复正常”的命令：\textnormal{文本} 或 {\normalfont }，用于将文本恢复为默认字体样式。

而在实际操作中，我们推荐使用具有实际意义的命令来设置字体样式，例如\emph{文本}用于强调文本，而不是直接使用字体属性命令。如果我们希望修改上述\emph命令的行为，可以通过重新定义该命令来实现，而不是直接使用字体属性命令。

另一种手段是自己写一个自定义命令，例如：

\newcommand{\important}[1]{\textbf{#1}}

上述代码定义了一个名为\important的新命令，用于加粗文本。使用时，只需调用该命令即可，例如\important{This is important text.}。如果之后想要修改该命令的行为，例如改为斜体，只需修改命令定义即可，而不需要在文档中逐一修改所有使用该命令的地方，提高了文档的可维护性。

如希望改变整个文档的默认字体，可以这样做：

  \usepackage{fontspec} % 仅适用于XeLaTeX和LuaLaTeX
  \setmainfont{Times New Roman} % 设置正文字体
  \setsansfont{Arial} % 设置无衬线字体
  \setmonofont{Courier New} % 设置等宽字体

但macOS中使用这类命令可能遇到一些问题，这实际上是操作系统层面的问题，你要试着找到macOS中字体的正确名称。

另一方面，无衬线或等宽字体可能看起来会比衬线字体更大。这需要通过调整字号来弥补：

\setmainfont{TeX Gyre Termes} % 衬线字体
\setsansfont{TeX Gyre Heros}[Scale=MatchLowercase] % 无衬线字体
\setmonofont{TeX Gyre Cursor}[Scale=MatchLowercase] % 等宽字体

字号¶

字号就是字体的大小。在 LaTeX 中，字号可以通过一组预定义的命令来设置，这些命令分别对应不同的字号级别。常用的字号命令如下： - \tiny：极小字号，是本文支持的最小字号。 - \scriptsize：上下标的字号，常用于脚注和公式的上下标。 - \footnotesize：脚注字号，常用于脚注 - \small：小字号，常用于次要内容。 - \normalsize：正常字号，默认字号。 - \large：大字号 - \Large：更大字号 - \LARGE：更更大字号 - \huge：巨大字号 - \Huge：更巨大字号，是本文支持的最大字号。

即使我们在导言区设置了文档的基本字体大小（例如10pt、11pt或12pt），上述字号命令仍然会根据该基本字体大小进行相应的调整，不会出现normalsize比large还大的情况。

如不想用这些封装好的字号命令，应使用\fontsize{size}{skip}\selectfont命令来设置自定义字号，其中size是字体大小，skip是行距，推荐设置为字号的1.2倍。例如：

{\fontsize{14pt}{16pt}\selectfont ABC}

倘若使用了ctex宏包或文档类，则可以使用更方便的命令\zihao{size}来设置字号，其中size是字号级别，取值范围为-8到8。例如：

{\zihao{4} ABC} % 四号字
{\zihao{-4} ABC} % 小四号字

特殊文字效果¶

在 LaTeX 中，允许使用颜色、下划线、删除线等特殊文字效果来增强文档的视觉效果。这些效果通常通过加载相应的宏包来实现。

颜色¶

要在 LaTeX 文档中使用颜色，首先需要加载xcolor宏包：

\usepackage{xcolor}

\textcolor{red}{This text is red.} % 红色文本

上述代码会把“This text is red.”显示为红色。

xcolor宏包定义了green、blue等多种预定义颜色，基本上常见的颜色都有对应的名称。也可以反色、混色等，具体用法请参考xcolor宏包的文档。

下划线等强调效果¶

在 LaTeX 中，可以使用ulem宏包来实现下划线、删除线等强调效果。首先需要加载该宏包：

\usepackage{ulem}

\uline{This text has an underline.} % 下划线
\sout{This text has a strikethrough.} % 删除线
\uuline{This text has a double underline.} % 双下划线
\uwave{This text has a wavy underline.} % 波浪下划线
\xout{This text is crossed out.} % 更乱的删除线
\dashuline{This text has a dashed underline.} % 虚线下划线
\dotuline{This text has a dotted underline.} % 点状下划线

上述代码展示了如何使用ulem宏包提供的各种强调效果。

但是，使用该宏包会导致\emph命令的行为发生变化，默认情况下该命令会将文本设置为斜体，但加载ulem宏包后，该命令会将文本设置为下划线。如果不想改变\emph命令的行为，可以在加载ulem宏包时使用normalem选项：

\usepackage[normalem]{ulem}

汉字下边加的点较着重号，该符合则需要加载xeCJKfntef宏包（仅适用于XeLaTeX和LuaLaTeX）：

\usepackage{xeCJKfntef}

\CJKunderline{这是下划线} % 汉字下划线
\CJKunderdot{这是着重号} % 汉字下点

其余命令类似于ulem宏包，只不过是要把命令名前加上前缀，且简写u应该展开为under。

该宏包还提供了一个可以在字和字之间断开的下划线用法：

\CJKunderwave-{我}\CJKunderline-{是}\CJKunderwave-{下划线} % 可断开的下划线

也可以通过在命令名后面加上星号来实现不可断开的下划线，例如\CJKunderline*{文本}，该下划线不会忽略标点。

文内交叉引用¶

在 LaTeX 中，文内交叉引用是通过label{key}和ref{key}命令来实现的。首先，在需要引用的位置使用label{key}命令为该位置设置一个标签（key），然后在需要引用该位置的地方使用ref{key}命令来引用该标签。例如：

section{Introduction}label{sec:intro}

As discussed in Section~ref{sec:intro}, ...

上述代码中，label{sec:intro}为“Introduction”章节设置了一个标签，随后通过ref{sec:intro}引用该章节。类似的，还可以用\pageref{key}命令来引用标签所在的页码，用\nameref{key}命令来引用标签的名称⁹。

同样的，为了正确编译包含交叉引用的文档，通常需要编译两次，以确保所有引用都能正确解析。

引用超链接¶

在 LaTeX 中，可以使用hyperref宏包来创建文档中的超链接。首先需要在导言区加载该宏包：

\usepackage{hyperref}

加载该宏包后，文档中的交叉引用（如ref和\pageref）会自动转换为超链接，点击这些链接可以跳转到相应的位置。

在该宏包的默认设置下，超链接的颜色为红色，并且带有边框。如果希望自定义超链接的颜色和样式，可以使用以下选项：

\hypersetup{hidelinks, colorlinks=true, linkcolor=blue, citecolor=green, urlcolor=cyan}

上述代码中，hidelinks选项用于隐藏超链接的边框，colorlinks=true选项启用彩色链接，linkcolor、citecolor和urlcolor选项分别设置普通链接、引用链接和URL链接的颜色。其他比较常用的选项还有pdftitle、pdfauthor等，用于设置PDF文档的元数据，但都不算很常用。

为了引用超链接（网址），需要使用<网址>或[显示文本](网址)命令。例如：

url{https://www.latex-project.org/} % 直接显示网址

href{https://www.latex-project.org/}{LaTeX Project} % 显示自定义文本

上述代码会创建两个超链接，第一个显示完整的网址，第二个显示自定义的文本“LaTeX Project”。

该宏包必须在导言区的最后加载，以确保不出现兼容性问题。

参考文献¶

参考文献的管理和排版在 LaTeX 中通常通过BibTeX、BibLaTeX或natbib等宏包来实现。这里我们介绍使用BibLaTeX宏包来管理参考文献的方法，也是笔者比较习惯的方式。

为了管理参考文献，首先我们要写一个.bib文件，该文件包含了所有参考文献的条目。每个条目都有一个唯一的引用键（cite key），用于在文档中引用该条目。例如，下面是一个简单的.bib文件内容：

@book{lamport1994latex,
  title={LaTeX: A Document Preparation System},
  author={Lamport, Leslie},
  year={1994},
  publisher={Addison-Wesley}
}

上述代码定义了一个书籍类型的参考文献条目，引用键为lamport1994latex。

在文档中引用参考文献时，可以使用\cite{cite key}命令。例如：

\documentclass{article}
\usepackage[backend=biber,style=numeric]{biblatex}
\addbibresource{references.bib} % 引入.bib文件

begin{document}
This is a reference to Lamport's book \cite{lamport1994latex}.

% 下列命令常常放在文档末尾
\printbibliography % 打印参考文献列表
end{document}

编译包含参考文献的文档时，需要按照以下顺序进行编译：

xelatex mydocument.tex
biber mydocument
xelatex mydocument.tex
xelatex mydocument.tex

biblatex 的参考文献格式通过宏包选项的style参数来设置，常用的格式有numeric（数字编号）、authoryear（作者-年份）等。

也可以分别制定参考文献列表的格式和引用的格式，分别使用citestyle和bibstyle参数。例如：

\usepackage[backend=biber,citestyle=authoryear,bibstyle=numeric]{biblatex}

排版中文文档¶

排版中文文档应使用ctex宏集。该宏集包含了ctex文档类和ctex宏包两部分内容。前者用于创建中文文档，后者则可以在任何文档类中使用以支持中文排版。

ctex文档类¶

ctex文档类包括ctexart、ctexrep和ctexbook，分别对应article、report和book文档类。使用这些文档类可以方便地创建中文文档，而无需手动配置中文支持。例如：

\documentclass{ctexart}
begin{document}
你好，世界！
end{document}

上述代码创建了一个简单的中文文档，使用了ctexart文档类。

这几个文档类有着一些特定的选项，用于定制中文文档的外观和行为。例如： - 字体设置 可以通过fontset选项来指定中文字体集，例如fontset=windows、fontset=mac等，分别对应Windows和Mac系统的默认中文字体。 - 默认字号 可以通过zihao选项来设置默认字号，例如zihao=4表示四号字，zihao=-4表示小四号字。 - 标点样式 可以通过punctstyle选项来设置中文标点的样式，例如punctstyle=kaiming表示使用开明体的标点样式。

标点样式包括quanjiao（全角标点）、kaiming（开明体标点）、banjiao（半角标点）、CCT（标点符号宽度略小于一个汉字宽度）和plain（不做任何处理）。默认是quanjiao。

ctex宏包¶

ctex宏包可以在任何文档类中使用，以支持中文排版。例如：

\documentclass{article}
\usepackage{ctex}
begin{document}
你好，世界！
end{document}

上面的代码与使用ctex文档类的效果几乎相同，会开启中文排版方案： - 默认字号为五号字； - 行距变为标准文档类默认行距的1.3倍； - 汉化文档的标题名称，例如摘要、目录等； - 设置中文标点样式为全角标点； - 章节标题后的第一段开启首行缩进。

但不会把标题格式等改为中文文档类的格式。

不使用上述功能的话，可以在调用ctex宏包时传递相应的选项来禁用这些功能。例如：

\usepackage[scheme=plain]{ctex}

上述代码禁用了ctex宏包的中文排版方案，恢复为标准文档类的默认设置。这种场景仅仅适用于输入少量汉字的英文文档。

如果希望使用中文文档类的标题格式，则应：

  \usepackage[heading=true]{ctex}

但是这样不能自由的设置章节标题格式，因此更推荐使用ctex文档类。

设置标题样式¶

ctex宏集提供了多种预定义的标题样式，可以通过\ctexset命令来设置。例如：

\ctexset{section={
  format+=\bfseries, % 加粗章节标题
  name={第,章}, % 章节名称格式
  number=\chinese{section}, % 章节编号格式为中文数字
}}

上述代码将章节标题设置为加粗，章节名称格式为“第X章”，章节编号格式为中文数字。类似的，可以设置节、小节等标题样式。

ctex中文文档类把标题分成前后两部分：名称和标题，例如“第1章 绪论”中，“第1章”是名称，“绪论”是标题。这些样式整体上由format设置，详见ctex文档。

中文字体¶

在中文文档类中，我们可以选择不同的中文字体来排版文档。ctex宏集预定义了一些常用的中文字体库，例如： - windows：适用于Windows系统，使用微软雅黑、中易宋体等字体。 - mac：适用于Mac系统，使用苹方、华文细黑等字体。 - ubuntu：适用于思源黑体、思源宋体、文鼎楷体等字体。 - adobe：适用于Adobe系统，使用Adobe的中文字体。字体需要下载。 - fandol：使用Fandol字体库，适用于跨平台的中文排版，但相当缺字。 - founder：使用方正字体库，适用于需要方正字体的文档。但字体需要下载，且部分非免费商用。 - none：不设置中文字体，使用系统默认字体。

可以通过在导言区使用\setCJKmainfont、\setCJKsansfont和\setCJKmonofont命令来分别设置中文的衬线字体、无衬线字体和等宽字体。例如：

\setCJKmainfont{SimSun} % 设置中文衬线字体为宋体
\setCJKsansfont{SimHei} % 设置中文无衬线字体为黑体
\setCJKmonofont{FangSong} % 设置中文等宽字体为仿宋

需要注意的是，如果使用上述命令设置字体，则需要确保所指定的字体已经安装在系统中，否则会导致编译错误；且需要设置宏集中的字体库为none，否则会得到一条警告信息。

  \usepackage[fontset=none]{ctex}

也可以使用更多中文字体：

\newCJKfontfamily\CJKHeavy{Source Han Serif SC Heavy} % 定义一个新的中文字体命令
{\CJKHeavy 这是使用自定义字体的文本。}