LaTeX 将文章的排版以代码的形式呈现,这种方式很符合程序员以及科学工作者的审美和工作习惯,但如果强调太多 LaTeX 不常用的特性,会导致很多初学者望而却步,早早弃坑回归难用的 word。同时,网上关于 LaTeX 的文档极多,还有大量多年未更新的博客,内容早已过时无法兼容现在的版本,很容易造成误导增加学习成本。

因此,本文将场景设定为需要按照规定期刊或报告规定的格式撰写文章,省去不必要的说明,带你快速上手 LaTeX(文中也会将 LaTeX 其他一些进阶用法作为拓展资料整理,供日后查阅)。

一、环境的配置——TeXlive+TeXstuido

1. 关于 TeX Live

TeX Live 是 TUG (TeX User Group) 维护和发布的 TeX 系统,可说是「官方」的 TeX 系统。其相比其他的系统优势在于能够保证更新,兼容性强,也能保持在跨操作系统平台、跨用户的一致性。参见 TeX Live 的官方站点

1.1 Mac 用户

TeX Live 在 macOS/OS X 上的名字是 MacTeX,它的官方站点。可以在这里下载 MacTeX 的安装器,而后安装 MacTeX。

如果你身处中国大陆,发现下载速度很慢,可以尝试清华大学中国科技大学的镜像站。

1.2 Windows 用户

TeX Live 的当前版本是 2018,你可以从官方站点下载它们的安装包。点击链接,将会「自动选择」距离你最近的镜像下载。同样也可以尝试清华大学中国科技大学的镜像站。

安装需要使用虚拟光驱软件,推荐一个绿色工具即 UltraISOv9.6.2.3059,打开界面如下,加载到虚拟光驱:

打开虚拟光驱:

右键单击 install-tl-advanced.bat,以管理员权限执行;

里面基本上可以选默认的,但最后两个例外(TeXworks 比较陈旧,后者是更新可能比较慢):

然后点击 “安装 TeX Live”,可以看到这样的界面:

安装完成的画面:

同时注意完成后要把 cmd 关掉!

安装好 TeXlive 之后若想 happy latexing,还需要有一个编辑器,可供选择的有很多,如 LyX、TeXworks、TexStudio、WinEdt、Emacs、Sublime Text、Atom、Visual Studio Code 等,有兴趣可以参考知乎——有哪些好的编辑器。本文选用的是 TeXstudio,也推荐新手使用这个编辑器。

2、安装 TeXstudio

首先从官网下载 TeXstudio 安装文件:

选择安装路径 > install

安装好后需要更改一些设置:

Options > Configure TeXstudio

General > Language 改成 zh_CN(中文化)

Build
Default Bibliography Tool 设置成 BibTeX(此处是管理参考文献的相关设置,下文有说明)

Default Compiler 设置成 XeLaTeX(为了实现对中文的支持)

至此我们的写作环境就配置好了!

二、写个简单的文档试试

启动 TeXstudio,界面如下

在编辑框中,输入如下内容:

\documentclass{article}
% 这里是导言区
\begin{document}
Hello, world!
\end{document}

将文档保存在你希望的位置后,按下绿色的编译按钮。

一会儿,如果没有意外,屏幕的右边就会出现编译之后结果。如下图:

同时会自动生成 PDF 文件在.tex文件所保存的目录下。

此处的第一行\documentclass{article}中包含了一个控制序列(或称命令 / 标记)。所谓控制序列,是以反斜杠\开头,以第一个_空格或非字母_ 的字符结束的一串文字,他们并不被输出,但是他们会影响输出文档的效果。这里的控制序列是documentclass,它后面紧跟着的{article}代表这个控制序列有一个必要的参数,该参数的值为article. 这个控制序列的作用,是调用名为 “article” 的文档类

其后出现了控制序列begin,这个控制序列总是与end成对出现。这两个控制序列以及他们中间的内容被称为 “环境”;他们之后的第一个必要参数总是一致的,被称为环境名。

只有在 “document” 环境中的内容,才会被正常输出到文档中去或是作为控制序列对文档产生影响。因此,在\end{document}之后插入任何内容都是无效的。

\begin{document}\documentclass{article}之间的部分被称为导言区。导言区中的控制序列,通常会影响到整个输出文档。

1. 中英混排

TeX 系统是高教授开发的,当初并没有考虑到亚洲文字的问题。因此早期的 TeX 系统并不能直接支持中文,必须要用其他工具先处理一下(或者是一些宏包之类的)。旧方法不在本教程中赘述,如遇到旧文档的兼容性问题,可参考《一份其实很短的 LaTeX 入门文档》

但是现在,XeTeX 原生支持 Unicode,并且可以方便地调用系统字体。可以说解决了困扰中国 TeX 使用者多年的大问题。

此外,除去中文支持,中文的版式处理和标点禁则也是不小的挑战。好在由吴凌云和江疆牵头,现在主要由刘海洋和李清维护的 ctex宏包 / 文档类一次性解决了这些问题。ctex宏包和文档类的优势在于,它适用于多种编译方式;在内部处理好了中文和中文版式的支持,隐藏了这些细节;并且,提供了不少中文用户需要的功能接口。

在 TeXworks 编辑框中输入以下内容,保存,使用 XeLaTeX 编译:

\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{document}
你好,world!
\end{document}

如果没有意外,你将会看到类似下图的输出结果:

相较于之前的例子,这份代码只有细微的差异:

  1. 文档类从 article 变为 ctexart
  2. 增加了文档类选项 UTF8

2. 组织文章

保存并用 XeLaTeX 编译如下文档,查看效果:

\documentclass[UTF8]{ctexart}
\title{你好,world!}
\author{Liam}
\date{\today}
\begin{document}
\maketitle
\section{你好中国}
中国在 East Asia.
\subsection{Hello Beijing}
北京是 capital of China.
\subsubsection{Hello Dongcheng District}
\paragraph{Tian'anmen Square}
is in the center of Beijing
\subparagraph{Chairman Mao}
is in the center of 天安门广场。
\subsection{Hello 北京}
\paragraph{北京} is an international city。
\end{document}

在文档类

article/ctexart 中,定义了五个控制序列来调整行文组织结构。他们分别是

\section{·}

\subsection{·}

\subsubsection{·}

\paragraph{·}

\subparagraph{·}

3. 如何查看当前操作系统的字体

按照如下步骤打开系统命令行:

在搜索栏输入 cmd

命令提示符右键 > 以管理员身份运行

[图片上传失败...(image-7358e8-1532508080085)]

在系统命令行中输入如下命令:

fc-list :lang=zh-cn > C:\font_zh-cn.txt

打开 C 盘根目录下的 C:\font_zh-cn.txt 纯文本文档,里面的内容就是你当前系统可用的全部中文字体, 为了方便观看,我用的 Visual Studio code 打开,效果如下:

其中的每一行,都代表着一个可用的字体 。我们可以看到图中的倒数第五行

C:/WINDOWS/fonts/simsun.ttc: SimSun,宋体:style=Regular,常规

出现了之前文档里调用的字体

SimSun,此处表明该字体有两个表示名:宋体SimSun

恭喜你,至此已经掌握了 TeXlive+TeXstudio 的基本用法,可以编辑自己的文档了,同时,也可以继续向下看,有了上面的知识能帮助你更好的理解模板的结构。

三、使用模板写作

使用模板写作,适用于需要按照规定期刊或报告规定的格式撰写文章的工作者,同时也很适合新接触 LaTeX 写作的新手感受这种写作方式的乐趣,毕竟手动编辑一套复杂的论文需要花费大量时间,这脱离了 LaTeX 之类排版语言想让写作者关注内容本身的初衷。下面将介绍初学者在使用模板写作时需要用到的技巧。

1. 模板的获取

建议在使用中自己整理几个自己常用的模板,从网上下载的模板只能提供一个大体的方向,有时也存在版本不同造成的兼容性问题,细节需要自己完善。

  • LaTeXtemplates.com 网站是非常不错的模板分享网站,收集了包括书信,报告,论文,演示文稿,简历等等模板,整体收集模板质量很不错,非常推荐,该网站逐步退出了排版和模板开发的服务,有兴趣可以多多了解。
  • https://github.com/MartinThoma/LaTeX-examples 有作者收集的非常好的模板收集,也收集了大量的 tikz 等等例子,可下载,选择自己喜欢的模板使用。

2. 模板的使用

这里以北京航空航天大学学报提供的模板为例,把模板下载到电脑中后,选择.tex类型的文件:

构建并查看:

可以在左侧结构栏跳转到相应区域修改内容,也可以在右侧 PDF 阅览区右键 > 跳转到源直接跟踪到相应代码区,进行修改即可。

下面将分别介绍一些常用的编排技巧。

2.1 文献引用

\documentclass{ctexart}

\bibliographystyle{plain}   %引用的样式%
\begin{document}
    这是一个参考文献引用:\cite{name1} %大括号内为相应文献的引用标签
    \bibliography{text}     %导入参考文献库文件%
\end{document}

输入上述代码后进行构建,完成后点击左侧结构栏的参考文献 > text

会提示是否创建.bib文件,选择是

这便是你的文献库,如何添加参考文献信息呢?有两种方式,第一种当然是自己手动整理,第二种则非常方便,打开谷歌学术:

输入文献名之后,在搜索结果中点引用:

选择以BibTeX格式引用:

将内容复制到之前生成的文件库text.bib文件中

@article{ferrari2006raman,  %此处为引用标签
  title={Raman spectrum of graphene and graphene layers},
  author={Ferrari, Andrea C and Meyer, JC and Scardaci, V and Casiraghi, C and Lazzeri, Michele and Mauri, Francesco and Piscanec, S and Jiang, Da and Novoselov, KS and Roth, S and others},
  journal={Physical review letters},
  volume={97},
  number={18},
  pages={187401},
  year={2006},
  publisher={APS}
}

将文献的引用标签与原文对应好:

构建完成后,效果如下:

2.2 公式怎么办

为了使用 AMS-LaTeX 提供的数学功能,我们需要在导言区加载amsmath宏包:

\usepackage{amsmath}
  • 数学模式

LaTeX 的数学模式有两种:行内模式 (inline) 和行间模式 (display)。前者在正文的行文中,插入数学公式;后者独立排列单独成行。

在行文中,使用$ ... $可以插入行内公式,使用\[ ... \]可以插入行间公式,如果需要对行间公式进行编号,可以使用equation环境: begin{equaion} … end{equation}

行内公式也可以使用\(...\)来插入,略显麻烦。无编号的行间公式也可以使用$$ ... $$来插入,但是这样做会改变行文的默认行间距,不推荐。

LaTeX 的公式编辑可以说是其最为犀利的部分之一了,但其公式语法非常繁琐,不过令人高兴的是,这里有一个在线 LaTeX 公式编辑器,非常方便直观:

2.3 表格怎么办

巧了,表格也有类似的工具:Creat LaTeX tables online

2.4 图片呢

在 LaTeX 中插入图片,有很多种方式。最好用的应当属利用graphicx宏包提供的\includegraphics命令。比如你在你的 TeX 源文件同目录下,有名为 a.jpg 的图片,你可以用这样的方式将它插入到输出文档中:

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}
\begin{document}
\includegraphics{a.jpg}
\end{document}

图片可能很大,超过了输出文件的纸张大小,或者干脆就是你自己觉得输出的效果不爽。这时候你可以用

\includegraphics控制序列的可选参数来控制。比如

\includegraphics[width = .8\textwidth]{a.jpg}

这样图片的宽度会被缩放至页面宽度的百分之八十,图片的总高度会按比例缩放。

\includegraphics控制序列还有若干其他的可选参数可供使用,一般并用不到。感兴趣的话,可以去查看该宏包的文档

2.5 制作幻灯片

没错,LaTeX 的确还可以制作精美的幻灯片 pdf,不过具体使用方法与论文写作大同小异,网上也有很多漂亮的模板,有兴趣可以去继续了解。

总结

之前一直用 Markdown 写文章,对比两者,感觉 Markdown 就像傻瓜版 LaTeX,适合写博客之类对不追求复杂格式的场景,在此推荐一款 Markdown 编辑器 typora, 主页极其漂亮的同时,软件本身也非常简洁实用,功能强大。

日常写作用轻量级的 Markdown,想要获得更为复杂和严谨的论文排版作品,上 LaTeX,这样基本就能涵盖所有的写作场景,告别臃肿难用的 word 软件,让我们更专注于内容,享受其中。

Happy LaTeXing!

参考资料

一份其实很短的 LaTeX 入门文档

TeXlive 下载及安装说明

LaTeX 第七课:排版参考文献

知乎——有哪些好的 LaTeX 编辑器?

如何快速在线生成 latex 表格

关于在 Mac 电脑上使用 MacTeX,你可能会希望阅读以下文章

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Last modification:February 18th, 2021 at 10:48 am
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