Latex 备忘录

目录

一些关于 Latex 的琐碎笔记，提升编辑体验和最终效果。

文本编辑

一些规范和习惯

  • 括号前需要有 1 个空格
    • 例如：This is a test (see Section 2.1).
  • 公式结尾需要有 1 个句号或逗号
    • 例如：$$y = ax + b.$$
  • 文献引用前需要有 1 个空格
    • 例如：This is a cite \cite{ref1}
  • 对于经常出现的名称类词组（方法名、模型名），使用宏定义，以保证一致性、修改方便
    • 例如：：\newcommand{\greedy}{Greedy Algorithm}
  • 使用 \ie 和 \eg 代替 i.e.（that is） 和 e.g. （for example）
  • 引用表格时，不用缩写
    • 例如：Table 1 而非 Tab. 1
  • 引用图片时，句首处使用 Figure，其他地方使用 Fig.
    • 例如：Figure 1 shows … 和 …, as shown in Fig. 1.

公式编辑

几种公式环境的比较

  1. gather* 环境在设置全局左对齐后，适合写公式推导；
  2. align 环境每行一个编号；
  3. gather 居中对齐。

复杂矩阵

对矩阵中的块、行和列进行标记。

方法一

\begin{equation}
\bordermatrix{
    & e_\text{o} & & e_\text{b}  & & & & & &e_\text{s}  & & & & &\cr
v_1    &-1  &0 &0 &0   &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 \cr
v_2    &0   &0 &0 &0   &-1&1 &1 &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0 \cr
v_3    &0   &1 &0 &0   &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0 &0 \cr
v_4    &0   &0 &1 &0   &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0 \cr
v_5    &0   &0 &0 &1   &0 &0 &0 &-1&0 &0 &0 &0 &0 &0 \cr
v_6    &0   &-1&0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &1 &0 &0 &0 \cr
v_7    &0   &0 &-1&0   &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 \cr
v_8    &0   &0 &0 &-1  &0 &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 \cr
v_9    &0   &0 &0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &-1&-1&-1&1 \cr
},
\end{equation}

最简单，但暂未找到划分块的方法。

方法二

\begin{equation}
    \begin{array}{cc}
        &  \begin{array}{c ccc ccccccccccc} e_o &\quad  &e_{b} & \quad & \quad & \quad & \quad & \quad & \quad & e_s & \quad & \quad & \quad & \quad & \quad \end{array}\\
    \begin{array}{c} v_1\\v_2\\v_3\\v_4\\v_5\\v_6\\v_7\\v_8\\v_9\end{array}&
    \left(
    \begin{array}{c|ccc|cccccccccc}
        -1  &0 &0 &0   &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &0 &0   &-1&1 &1 &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &1 &0 &0   &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &1 &0   &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &0 &1   &0 &0 &0 &-1&0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &-1&0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &1 &0 &0 &0\\
        0   &0 &-1&0   &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0\\
        0   &0 &0 &-1  &0 &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0\\
        0   &0 &0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &-1&-1&-1&1\\
    \end{array}
    \right)
        \end{array},
\end{equation}

此处手动调整 第一行array 的列间距。

方法三

\begin{equation}
    \begin{array}{cc}
        &  \begin{array}{c c ccc cccccccccc} & e_o &e_{b1}  &e_{b2} & e_{b3} & e_{s1} & e_{s2} & e_{s3} & e_{s4} & e_{s5} & e_{s6} & e_{s7} & e_{s8} & e_{s9} & e_{s10} \end{array}\\
    \begin{array}{c} v_1\\v_2\\v_3\\v_4\\v_5\\v_6\\v_7\\v_8\\v_9\end{array}&
        \left(
    \begin{array}{c|ccc|cccccccccc}
        -1  &0 &0 &0   &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &0 &0   &-1&1 &1 &1 &0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &1 &0 &0   &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &1 &0   &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0 &0 &0\\
        0   &0 &0 &1   &0 &0 &0 &-1&0 &0 &0 &0 &0 &0\\
        0   &-1&0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &1 &0 &0 &0\\
        0   &0 &-1&0   &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0 &0\\
        0   &0 &0 &-1  &0 &0 &0 &0 &0 &-1&0 &0 &1 &0\\
        0   &0 &0 &0   &0 &0 &0 &0 &0 &0 &-1&-1&-1&1\\
    \end{array}
        \right)
        \end{array},
\end{equation}

其他复杂矩阵

可参考：如何用latex编写矩阵（包括各类复杂、大型矩阵）？|知乎

图片绘制

几种 tex-matplotlib 配合使用比较

总体而言，有 tikz、pgf 和 pdf 三种导入方式。考虑到 pdf 更易查阅，个人更倾向 pdf 方式。

  • 使用 nschloe/tikzplotlib 中的 tikzplotlib.save("mytikz.tex") 命令将 matplotlib 绘图转成 tikz 命令
    • 写这段文字时，该项目已经一年多没有更新；
    • tex 中绘图结果 python 脚本绘图结果有差异；
    • 可以完全保证图片字体与正文字体一致。
  • 使用 matplotlib 直接导出 pgf
    • 生成的 pgf 文件为命令行；
    • tex 中绘图结果与 python 脚本绘图结果一致。
  • 使用 matplotlib 直接导出 pdf
    • 生成的 pdf 文件常见，可用常用浏览器打开；
    • tex 中直接导入该文件，不涉及再次渲染。

matplotlib 中使用如下命令控制字体大小和图片尺寸：

matplotlib.rcParams.update({'font.size': 8})
matplotlib.rcParams.update({'figure.figsize': [4., 2.5]})

tex-visio 配合使用

  1. visio 绘图时，注意统一大小
    1. 页面大小：A4 paper
    2. 缩放比例：100% 实际尺寸
    3. 字体大小：小四号 12pt
  2. visio 导出时，生成 pdf 矢量图
    1. 设计->大小->适应绘图 ：用于去掉白边
    2. 导出 pdf：在 选项 栏，勾选 当前页，取消 辅助功能文档结构标记：用于去掉外边框
  3. latex 导入时
    1. 使用默认大小导入图片

图表占一页且空白较多

\renewcommand{\floatpagefraction}{.9}

允许页面 90%为图片，10%为文字。
默认是 50%是图片，50%是文字，因此占比超过 50%的图片会单独一页。

表格排版

  1. 如果表格中某项内容较长，可以使用表格内换行，优化表格的显示效果。
  2. 适当的进行加粗或加阴影，突出表格的重点内容。
  3. 表格内可以放示意图，以更直观。

表格组织示例

参考：https://www.overleaf.com/read/hypvpvnzjjwx
image.png

交叉引用

跨文件交叉引用

  1. 使用 xr 宏包： \usepackage{xr}；
  2. 导入待引用标签的文件：\externaldocument{texfile}。

公式引用

使用 \eqref 自带括号。

使用 cleveref 宏包自动确定交叉引用格式

官方文档：cleveref.pdf。

加载宏包

\usepackage{cleveref}

基本用法

1. \label{eq:1}, ..., \cref{eq:1} % 自动添加前缀 eq.
2. \Cref{fig1} % 自动添加大写的前缀 Fig. , 适用于句首
3. \cref{eq1,eq2,eq3,,eq4} % 多重引用, eqs. (1) to (3) and (4)
4. \crefrange{eq1}{eq3} % 范围引用, eqs. (1) to (3)
5. \cpageref{sec2} % 页码引用, page 2

自定义格式

\crefformat{equation}{Eq.~(#2#1#3)} % 自定义公式引用格式

文献引用

biber 和 bibtex

biber 更为强大，使用 biber 命令进行编译。

\documentclass{article}
% \usepackage[backend=biber]{biblatex}  % 使用biber作为后端处理引用，可进行更精细的参考文献设置
\usepackage[backend=biber,style=mystyle]{biblatex}  % 使用biber作为后端处理引用，并使用mystyle.sty作为样式文件
\addbibresource{sample.bib}  % 引用的数据库

\begin{document}
Hello world \cite{ref1}.

\printbibliography  % 打印参考文献列表
\end{document}

bibtex 适配更好，使用 bibtex 命令进行编译。

\documentclass{article}

\begin{document}
Hello world \cite{ref1}.

\bibliography{sample}  % 引用的BibTeX数据库文件名
\bibliographystyle{mystyle}  % mystyle是你的.sty文件名
\end{document}

image.png

bibliographies - bibtex vs. biber and biblatex vs. natbib - TeX - LaTeX Stack Exchange

删除 bib 中未引用文献

bibexport -o clean_ref.bib main.aux

该命令将从 main.aux 中生成仅在文中引用的 bib 文件。

符号列表

使用 nomencl 宏包来生成和组织符号列表，通过分类和多列显示来提升可读性。

示例代码

\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}

% 导入必要的宏包
\usepackage{nomencl}  % 用于生成符号表
\makenomenclature    % 初始化符号表生成命令

\usepackage{multicol} % 允许符号表分列显示
\usepackage{framed}   % 为符号表添加边框增加美观
\usepackage{etoolbox}  % 添加 etoolbox 宏包，提供 \ifstrequal 命令

% 设置符号表的前言和后言以支持多列布局
\renewcommand*\nompreamble{\begin{multicols}{2}}
\renewcommand*\nompostamble{\end{multicols}}

% 定义如何通过组别对符号进行分类
\renewcommand\nomgroup[1]{
    \item[\bfseries
    \ifstrequal{#1}{A}{Physics Symbols}{
    \ifstrequal{#1}{B}{Mathematical Symbols}{
    \ifstrequal{#1}{C}{Other Symbols}{}}}
    ]}
    
% 添加符号到列表
\nomenclature[A]{$c$}{Speed of light in a vacuum inertial system}
\nomenclature[A]{$h$}{Planck constant}
\nomenclature[A]{$\hbar$}{Reduced Planck constant}
\nomenclature[B]{$\alpha$}{The angle of the incident wave}
\nomenclature[B]{$\beta$}{The angle of the refracted wave}
\nomenclature[C]{$\gamma$}{The surface tension of the liquid}

% 文档中的其他部分
\begin{document}
    % 打印符号表
    \printnomenclature
\end{document}

效果图： image.png

说明及注意事项

\nomenclature

\nomenclature命令添加符号条目到符号列表中，其结构如下：

\nomenclature[<prefix>]{<symbol>}{<description>}
  • <prefix>：可选的参数，用于对符号进行分组或排序，如[A] 表示符号被分配到组 A；
  • <symbol>：符号本身，如$c$；
  • <description>：对符号的解释或定义，即符号后的文字。

\nomgroup

\nomgroup 命令来为符号列表的不同类别（例如物理、数学、化学符号等）加上分组标题。

\renewcommand\nomgroup[1]{
  \item[\bfseries
  \ifstrequal{#1}{A}{Physics Symbols}{
  \ifstrequal{#1}{B}{Mathematical Symbols}{
  \ifstrequal{#1}{C}{Chemistry Symbols}{}}}
]}
  • #1：传递给 nomgroup 的分组标识符（即 A、B、C 等），由 \nomenclature[<prefix>] 中的 <prefix> 传递过来；
  • \ifstrequal{#1}{A}{Physics Symbols}：条件判断，用于检查传递的组别标识符是否等于 A。如果 #1 是 A，则插入 Physics Symbols 作为该组的标题，B和C同理。
  • \bfseries：用于将分组标题的字体加粗。

\printnomenclature

\printnomenclature

在文档中调用 \printnomenclature 来输出符号列表。

如果希望对符号列表添加边框，使用如下代码：

\begin{table*}
    \begin{framed}
    \printnomenclature
    \end{framed}
\end{table*}

image.png

编译

pdflatex <filename>.tex 
makeindex <filename>.nlo -s nomencl.ist -o <filename>.nls 
pdflatex <filename>.tex

辅助功能

vscode 中查看正文字数

  1. 借助插件 LaTeX Workshop
  2. 在 COMMANDS 栏中的 Miscellaneous 下，点击 Count words in LaTeX project

形成 change marked 版本

  1. 需要 latexdiff
  2. latexdiff old.tex new.tex > changed.tex

额外：配合 git 使用
参考 CTAN: Package git-latexdiff

其他

standalone 宏包安装

该宏包用于单独编译图片、公式等子文件，可以在子文件中使用 standalone 宏包，然后在主文件中使用 input 或 include 命令引入。

  1. 使用 sudo apt-get install texlive-latex-extra 命令安装
  2. 使用 sudo apt-file search standalone.sty 命令查看是否存在