智障的 LaTeX 入门教程(四)

我们这次主要讲 LaTeX 中,值与命令的定义。附带一些 listings 包的配置分享。

前言

我们之前已经把最主要的部分说的差不多了,上一篇结尾已经开始说一些细枝末节的东西了。这一篇我们继续说 LaTeX 很重要的一部分,但是如果你只是想做一个普通用户,拿模板来直接用的话,你大不用费神读这一部分了,不过你如果想自己写模板,或者在写论文时自动化处理一些操作的话,这一节还是有点意思的。

不过我这里要说一件很重要的事,就是 LaTeX 的语法是非常多的,除非专攻 LaTeX 的人,否则几乎不可能把各种命令都搞清楚。我之前说的那些只能帮助你理解大部分模板的原理,要对他有更深入的理解的话,读别人的模板绝对是相当有效的学习手段。尤其是你可以发现好多有用的包。同时,TeX StackExchange 绝对是解决你问题绝佳的网站。

说了这么多废话,我们还是进入正题吧,我们这次主要讲 LaTeX 中,值与命令的定义。附带一些 listings 包的配置分享。

值与命令

调用格式

其实在不同的宏包中,作者可能会自己定义命令的调用方式(参见listings),不过这些就不是我们关心的内容了,我们这里只说最简单的情景。一个典型的 LaTeX 命令可以有一个可选参数,和 n(n>=0)个必选参数。调用一个命令的典型操作是这样的:

\afunction[optional]{compulsory1}{compulsory2}

方括号指代可选参数,花括号指代必选参数。当然,方括号内既然是可选参数,你完全可以不提供,就像这样:

\afunction{compulsory1}{compulsory2}

值定义

命令的使用自然是很简单的,定义就稍微复杂一些了。我们先说值的定义,用 \newcommand 这个命令就可以:

\documentclass{article} 
\newcommand{\name}{Towdium the Stupid}
 \begin{document} This guy call himself \name . 
\end{document}

编译结果:

This guy call himself Towdium the Stupid.

命令定义

命令定义就稍微复杂一点。我们这里现设定一个情景吧。我们平时插入独立的公式有两种方法,第一种是通过环境:

\begin{equation}
  \mathcal{L}_t{f}=\int^\infty _0 e^{-st}f(t)dt
  \label{eq}
\end{equation}

第二种是用美元符号:

你也许对于这种设定有点纠结:第一种语法很繁琐,第二种不能使用内文引用(label)。所以我们有没有办法建立一种语法简洁的公式插入格式,同时又支持内文引用呢?这时候你就可以参考下面给出的文档。当然,最好的方法是自己拿去编译一下。

\documentclass{article}
\usepackage{ifthen, amsmath}
\newcommand{\eq}[2][]{
  \ifthenelse{\equal{#1}{}}{ %
    \begin{equation*} #2 \end{equation*} %
  }{ %
    \begin{equation} #2 \label{#1} \end{equation} %
  }
}
\begin{document}
Now you can create an equation with inline cite like equation \ref{eq}.
\eq[eq]{\mathcal{L}_t{f}=\int^\infty _0 e^{-st}f(t)dt}
But you can also use it for normal equations:
\eq{\mathcal{L}_t{f}=\int^\infty _0 e^{-st}f(t)dt}
All super easy!
\end{document}

我知道有心编译的人毕竟是少的,所以,我这里给出结果:

这样我们便成功地解决了问题,语法简单,并且同时支持含引用和不含引用的内容。当然你可能一头雾水,我们就来解释一下这一段代码。主要内容在第四行开始,其余部分均是非常普通的语法。这里我们新建了一个命令为 \eq。第一个方括号我们声明这个命令有两个参数,第二个方括号是可选参数的默认值,后面则是命令体了。

后面的 if 判断来自于 ifthen 宏包。大致相当于:

if #1 == '': 
\begin{equation*} #2 \end{equation*}
 else: 
 \begin{equation} #2 \label{#1} \end{equation}

这里 #1 指代第一个参数,即可选参数,默认值为空。#2 指代第二个参数,也就是实际的公式内容。LaTeX 中,命令的参数从1开始编号,如果有可选参数,则可选参数为1,必选参数后移;如果没有可选参数,则必选参数从1开始计数。这里命令的内容是:如果可选参数为空,即不需要内文引用,则执行前一种不带序号的格式;如果提供了引用的 label,则执行后一种带 label 声明的格式。

你可能注意到了里边有几行末尾有迷之 %。这是因为定义的内容会被原封不动的替换到原来文本的位置上,这里行末有换行符,调用之后可能就会造成多余的换行。在行尾加上 % 之后相当于把这个换行符给注释掉了,也就自然不会有多出的换行符了。

文件导入

说完命令定义之后,可以看到定义命令确实给我们提供了一些便利,但是在导言部分多出了一大坨命令定义,可以说是非常让人难受了。我们自然有办法解决这种问题,方法就是使用文件导入。类似于 C 语言的 #inclide。我们可以这样搞

\documentclass{article}
\usepackage{ifthen, amsmath, filecontents} 

\begin{filecontents}{header.tex} 
\newcommand{\name}{Towdium the Stupid}
 \end{filecontents} 
\input{header} 
\begin{document}
 This guy call himself \name .
 \end{document}

带你折腾 listings

介绍了文件导入之后,你就可以开始折腾自己的配置文件了,不管是什么模板,只要在需要时导入相关内容,就可以获得各种预先定义的特性。我平时用的模板也在 教程第二篇 的末尾给出了,需要的话可以自取。当然我并不可能把可以折腾的东西说的面面俱到,我这里只说 listings 的折腾内容,大概展示一下可以达到什么效果。有工夫的话,不妨编译一下下面这一段代码。其中我使用了大量的自定义格式,代码渲染终于可以有所改观了。

\documentclass{article}
\usepackage{color, listings}
\definecolor{mygray}{rgb}{0.5,0.5,0.4}
\definecolor{mygreen}{rgb}{0,0.7,0.5}
\definecolor{myorange}{rgb}{1.0,0.4,0}
\definecolor{mylilas}{rgb}{0.8,0.3,1.0}
\lstdefinestyle{mybase} {
breaklines=true,
showstringspaces=false,
basicstyle=\small\tt,
frame=single,
xleftmargin=20pt,
xrightmargin=20pt,
  numbersep=9pt,
  numberstyle={\color{black} \footnotesize \sf},
  stringstyle=\color{myorange},
  keywordstyle=\color{mygreen},
  commentstyle=\color{mygray}\ttfamily
}
\lstdefinestyle{mycpp} {
  style=mybase,
  language=C++
}
\lstdefinestyle{myjava} {
  style=mybase,
  language=java
}
\lstdefinestyle{myahdl} {
  style=mybase,
  language = ahdl,
  keywordstyle=\color{mylilas},
  commentstyle=\color{mygreen}
}
\lstdefinelanguage{ahdl}{
  morekeywords={
    AND, ASSERT, BEGIN, BIDIR, BiTS, BURIED,
    CASE, CLIQUE, CONNECTED_PINS, CONSTANT,
    DEFAULTS, DEFINE, DESIGN, DEVICE, DIV,
    ELSE, ELSEIF, END, FOR, FUNCTION,
    GENERATE, GND, HELP_ID,
    IF, INCLUDE, INPUT, IS, LOG2,
    MACHINE, MOD, NAND, NODE, NOR, NOT,
    OF, OPTIONS, OR, OTHERS, OUTPUT,
    PARAMETERS, REPORT, RETURNS,
    SEGMENTS, SEVERITY, STATES, SUBDESIGN,
    TABLE, THEN, TITLE, TO, TRI_STATE_NODE,
    VARIABLE, VCC, WHEN, WITH, XNOR, XOR,
    CARRY, CASCADE, CEIL, DFFE, DFF,
    EXP, FLOOR, GLOBAL, JEFFE, JKFF,
    LATCH, LCELL, MCELL, MEMORY, OPNDRN,
    SOFT, SRFFE, SRFF, TFFE, TFF, TRI,
    WIRE, X
  },
  sensitive=false,
  morecomment=[l]{--},
  morecomment=[s]{\%}{\%},
  tabsize = 4
}
\begin{document}
\begin{lstlisting}[style = mycpp]
/* Hello World in cpp */
#include<stdio.h>
main()
{
  printf("Hello World");
}
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}[style = myjava]
// Hello World in java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World");
    }
}
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}[style = myahdl]
SUBDESIGN dec_count
(
enc, ent, clk:INPUT;
clear:INPUT;
value[3..0]:OUTPUT;
rco:OUTPUT

抱歉这段代码有点长,只是为了展示更多内容。你可以看到这里我们自己定义了 C++,Java 的语法高亮,甚至添加了 AHDL 的支持,并自定义了高亮。你可能没有听说过 AHDL,这并不重要,你只要当他是某门快要消失的语言就好了。编译结果如下:

这里 \lstdefinestyle 用于自定义自己的格式,\lstdefinelanguage 用于定义新的语言。其余的我也就不多作解释了,如果你有这方面的需要,网上可以找到很多相关的资料。或者你可以删减定义中的某些项,观察其中的影响。我这里只是给出一个具体的例子,展示一下 LaTeX 的自定义程度。

选自 http://www.towdium.me/2017/09/02/latex-for-beginners-4/ 

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