【Latex】30分钟学会LaTeX

本文是笔记。尊重原文，参考原文地址。

1. 什么是LaTeX?

\(L^AT_EX\) 发音为 "LAY-tek" 亦或是 "LAH-tek"。是一款用于排版专业外观文档的工具。然而，Latex的工作方式类似于 Markdown。文档\(\xrightarrow[排版]{TeX引擎}\)排版后文档。这意味着能够通过LaTeX语法来产生专业排版的PDF文件。

2. 为什么要学习 LaTeX？

你当然可以提出各种拒绝使用LaTeX的理由，那是你的事儿。But 最终选择LaTeX的用户往往在意以下优点：

• 支持排版极其复杂的数学、表格和其他科学的技术内容；
• 脚注、交叉引用和书目管理设施；
• 易于制作复杂或繁琐的文档元素，如索引、词汇表、目录、图表列表；
• 强大的编程性和可扩展性，数千个插件，高度定制；

总而言之，各种好处，不胜枚举。当然，有些类型的文档 LaTeX 并不擅长，这类“自由格式”文档往往通过 Word 解决。

与 Markdown 类似，LaTeX 将文档的内容和其样式进行了分离。更换“主题”无需修改内容即可修改样式。

3. 编写你的第一篇 LaTeX 代码

第一步是创建一个新的 LaTeX 项目，在电脑上创建一个新的 .tex 文件来完成此操作。在”尊贵“的 mac 上用终端命令做到这一步。

\documentclass{article}
\begin{document}
First document. This is a simple example, with no 
extra parameters or packages included.
\end{document}

此示例将产生的输出：

你可以看到，LaTeX 已自动缩进段落首行，帮你处理好了格式问题。让我们仔细看看代码的每个部分都做了什么。

第一行代码 \documentclass{article} 申明了文档类型，它控制文档的整体外观。设置好文档类型后，文档的内容介于 \begin{document} 和 \end{document} 标签之间。

4. 文档 preamble

文档的 preamble是有别于 body 中的内容的。最小的文档 \(preamble\) 如下所示：

\documentclass [12pt, letterpaper] {文章} 
\usepackage { graphicx }

其中 \documentclass[12pt, letterpaper]{article} 定义了文档的整体类。

在此示例中，这两个参数执行以下操作： - 12pt设置字体大小 - letterpaper设置纸张尺寸

当然，也可以使用其他字体大小，9pt、11pt、12pt，但如果未指定，则默认大小为10pt。置于纸张尺寸，其他可能的值有 a4papaer 和 legalpaper。更多信息参阅。

\usepackage { graphicx }

这是一个加载外部包的示例，使其能够导入外部图形文件。查找和使用LaTeX包。

5. 包括标题、作者和日期信息

在 \(preamble\) 中（注意不是文档正文）添加三行

• \title{My first LaTeX document}: 文档标题
• \author{Sy IoOozZzz}: 作者姓名，可选\thanks{}命令。
  • \thanks{Funded by the HollowSyight}: 可以添加到作者姓名后，位于 author 命令的括号内。如果你需要致谢某个机构，这非常有用。
• \date{August 2022}: 你可以手动输入日期，也可以 \today 在每次文档编译时使用命令排版当前的日期。

添加后你的 \(preamble\) 大体是这样的：

\documentclass[12pt, letterpaper]{article}
\title{My first LaTeX document}
\author{Hubert Farnsworth\thanks{Funded by the Overleaf team.}}
\date{August 2022}
\begin{document}
\maketitle
We have now added a title, author and date to our first \LaTeX{} document!
\end{document}

用 \maketitle 添加或排版（官方用语为 \(typeset\) ）标题，作者和日期。

效果如下：

6. 添加注释

LaTeX 是一种代码，专注于文档排版。因此，与其他任何编程语言写的代码一样，在文档中添加注释非常有用。

要在 LaTeX 中添加注释，只需 % 起手（行首写一个%）：

\documentclass[12pt, letterpaper]{article}
\title{My first LaTeX document}
\author{Hubert Farnsworth\thanks{Funded by the Overleaf team.}}
\date{August 2022}
\begin{document}
\maketitle
We have now added a title, author and date to our first \LaTeX{} document!

% This line here is a comment. It will not be typeset in the document.
\end{document}

7. 粗体、斜体和下换线

• \(\textbf{粗体}\)：\textbf{}
• \(\textit{斜体}\)：\textit{}
• \(\underline{下划线}\)：\underline{}

Some of the \textbf{greatest}
discoveries in \underline{science} 
were made by \textbf{\textit{accident}}.

8. 添加图像

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx} %LaTeX package to import graphics
\graphicspath{{images/}} %configuring the graphicx package

\begin{document}
The universe is immense and it seems to be homogeneous, 
on a large scale, everywhere we look.

% The \includegraphics command is 
% provided (implemented) by the 
% graphicx package
\includegraphics{universe}  

There's a picture of a galaxy above.
\end{document}

效果：

要是用该 graphics 包，在 preamble 中包含下行：

\usepackage { graphicx }

若用 OverLeaf，使用\graphicspath{{images/}} 告知 LaTeX 图像保存路径。

注意文件名，最佳做法是省略扩展名。一般来说，图片的文件名不应该包含空格或多个点；若上传到 Overleaf 建议使用小写字母作为文件扩展名。

9. 标题、标签和参考

可以通过 \(figure\) 来引用图像。

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{{images/}}

\begin{document}

\begin{figure}[h]
    \centering
    \includegraphics[width=0.75\textwidth]{mesh}
    \caption{A nice plot.}
    \label{fig:mesh1}
\end{figure}

As you can see in figure \ref{fig:mesh1}, the function grows near the origin. This example is on page \pageref{fig:mesh1}.

\end{document}

将产生的效果：

示例中几个值得注意的命令： - \includegraphics[width=0.75\textwidth]{mesh}：这种形式\includegraphics指示LaTeX将图形的宽度设置为文本宽度的 75%——其值存储在\textwidth命令中。 - \caption{A nice plot.}：顾名思义，此命令用于设置图形标题，可以放置在图形上方或下方。如果您创建了图形列表，则此标题将在该列表中使用。 - \label{fig:mesh1}：要在文档中引用此图像，请使用该命令为其添加标签\label。该标签用于为图像生成编号，并与下一个命令结合使用，即可引用该图像。 - \ref{fig:mesh1}：此代码将被对应于参考图的数字替换。

10. 在LaTeX中创建列表

无序列表：

\documentclass{article}
\begin{document}
\begin{itemize}
  \item The individual entries are indicated with a black dot, a so-called bullet.
  \item The text in the entries may be of any length.
\end{itemize}
\end{document}

其效果：

有序列表：

\documentclass{article}
\begin{document}
\begin{enumerate}
  \item This is the first entry in our list.
  \item The list numbers increase with each entry we add.
\end{enumerate}
\end{document}

效果：

11. Adding math to LaTeX

11.1 inline math mode

\documentclass[12pt, letterpaper]{article}
\begin{document}
In physics, the mass-energy equivalence is stated 
by the equation $E=mc^2$, discovered in 1905 by Albert Einstein.
\end{document}

排版 inline-mode math 你可以用：\( ... \), $ ... $ 亦或是 \begin{math} ...\end{math}。

11.2 Display math mode

\documentclass[12pt, letterpaper]{article}
\begin{document}
The mass-energy equivalence is described by the famous equation
\[ E=mc^2 \] discovered in 1905 by Albert Einstein. 

In natural units ($c = 1$), the formula expresses the identity
\begin{equation}
E=m
\end{equation}
\end{document}

使用 \[ ... \]or\begin{displaymath}...\end{displaymath}or\begin{equation}...\end{equation}or$$...$$

更加完整的例子：

\documentclass{article}
\begin{document}
Subscripts in math mode are written as $a_b$ and superscripts are written as $a^b$. These can be combined and nested to write expressions such as

\[ T^{i_1 i_2 \dots i_p}_{j_1 j_2 \dots j_q} = T(x^{i_1},\dots,x^{i_p},e_{j_1},\dots,e_{j_q}) \]

We write integrals using $\int$ and fractions using $\frac{a}{b}$. Limits are placed on integrals using superscripts and subscripts:

\[ \int_0^1 \frac{dx}{e^x} =  \frac{e-1}{e} \]

Lower case Greek letters are written as $\omega$ $\delta$ etc. while upper case Greek letters are written as $\Omega$ $\Delta$.

Mathematical operators are prefixed with a backslash as $\sin(\beta)$, $\cos(\alpha)$, $\log(x)$ etc.
\end{document}

更多例子：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}% For the equation* environment
\begin{document}
\section{First example}

The well-known Pythagorean theorem \(x^2 + y^2 = z^2\) was proved to be invalid for other exponents, meaning the next equation has no integer solutions for \(n>2\):

\[ x^n + y^n = z^n \]

\section{Second example}

This is a simple math expression \(\sqrt{x^2+1}\) inside text. 
And this is also the same: 
\begin{math}
\sqrt{x^2+1}
\end{math}
but by using another command.

This is a simple math expression without numbering
\[\sqrt{x^2+1}\] 
separated from text.

This is also the same:
\begin{displaymath}
\sqrt{x^2+1}
\end{displaymath}

\ldots and this:
\begin{equation*}
\sqrt{x^2+1}
\end{equation*}
\end{document}

12. 基本文档结构

12.1 摘要

\documentclass{article}
\begin{document}
\begin{abstract}
This is a simple paragraph at the beginning of the 
document. A brief introduction about the main subject.
\end{abstract}
\end{document}

12.2 段落与换行

写好摘要后，我们可以开始书写第一个段落。用 \\ 手动换行 or \newline 命令。

\documentclass{article}
\begin{document}

\begin{abstract}
This is a simple paragraph at the beginning of the 
document. A brief introduction about the main subject.
\end{abstract}

After our abstract we can begin the first paragraph, then press ``enter'' twice to start the second one.

This line will start a second paragraph.

I will start the third paragraph and then add \\ a manual line break which causes this text to start on a new line but remains part of the same paragraph. Alternatively, I can use the \verb|\newline|\newline command to start a new line, which is also part of the same paragraph.
\end{document}

12.3 章节 - chapter

较长的文档通常被分为若干部分，章节、小节等。LaTeX中提供了文档结构化命令，但可用的命令和功能取决于文档类\documentclass。例如，\documentclass { book } 支持将文档划分为部分，但 \documentclass { letter } 不支持。

\documentclass { book } 
\begin { document } 

\chapter {第一章} 

\section {简介}
这是第一部分。
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neque pharetra sollicidin。 Praesent imperdietmi nec ante。
Donec ullamcorper，felis non sodales... \section {第二节} 
Lorem ipsum dolor sat amet，consectetuer adipiscing elit。   Etiam lobortis facilisissem。 Nullam nec mi et neque pharetra sollicidin。 Praesent imperdiet mi necante... \subsection {第一小节} 
Praesent imperdietmi necante。 Donec ullamcorper，felis non sodales... \section* {未编号部分} 
Lorem ipsum dolor sat amet，consectetuer adipiscing elit。   Etiam lobortis facilisissem... \end {文档}

章节令文章结构一目了然，对人脑的信息处理是极其好的。例如，\chapter{First Chapter} 会创建一个名为 First Chapter 的章节，\section{Introduction} 生成一个名为 Introduction 的章节，等等。章节可以进一步划分为 \subsection{} 甚至 \subsubsection{}。但可以使用末尾带星号的版本来禁用，例如\section*{...}和\subsection*{...}。

总的来说，LaTeX 文档类提供了下面这些分段命令，每个类都支持相关的子集： - \part{part} - \chapter{chapter} - \section{section} - \subsection{subsection} - \subsubsection{subsubsection} - \paragraph{paragraph} - \subparagraph{subparagraph}

特别说明，\part 和 \chapter 命令只能在 report 和 book 文档类中使用。

更多信息关于 Chapter。

13. 创建表

13.1 基本

示例：

\begin{center}
\begin{tabular}{c c c}
 cell1 & cell2 & cell3 \\ 
 cell4 & cell5 & cell6 \\  
 cell7 & cell8 & cell9    
\end{tabular}
\end{center}

添加边框。\hline以添加水平线规则，此示例中 {|c|c|c|} 声明了三个列，每个列由一条垂直线分隔。

\begin{center}
\begin{tabular}{|c|c|c|} 
 \hline
 cell1 & cell2 & cell3 \\ 
 cell4 & cell5 & cell6 \\ 
 cell7 & cell8 & cell9 \\ 
 \hline
\end{tabular}
\end{center}

产生的输出：

额外的例子：

\begin{center}
 \begin{tabular}{||c c c c||} 
 \hline
 Col1 & Col2 & Col2 & Col3 \\ [0.5ex] 
 \hline\hline
 1 & 6 & 87837 & 787 \\ 
 \hline
 2 & 7 & 78 & 5415 \\
 \hline
 3 & 545 & 778 & 7507 \\
 \hline
 4 & 545 & 18744 & 7560 \\
 \hline
 5 & 88 & 788 & 6344 \\ [1ex] 
 \hline
\end{tabular}
\end{center}****

13.2 Caption、Title、Reference

类似于图片的 Caption、Title。

Table \ref{table:data} shows how to add a table caption and reference a table.
\begin{table}[h!]
\centering
\begin{tabular}{||c c c c||} 
 \hline
 Col1 & Col2 & Col2 & Col3 \\ [0.5ex] 
 \hline\hline
 1 & 6 & 87837 & 787 \\ 
 2 & 7 & 78 & 5415 \\
 3 & 545 & 778 & 7507 \\
 4 & 545 & 18744 & 7560 \\
 5 & 88 & 788 & 6344 \\ [1ex] 
 \hline
\end{tabular}
\caption{Table to test captions and labels.}
\label{table:data}
\end{table}

14. 添加目录

极其简单，因为 \tableofcontents 几乎为你完成了所有工作：

\documentclass{article}
\title{Sections and Chapters}
\author{Gubert Farnsworth}
\date{August 2022}
\begin{document}

\maketitle

\tableofcontents

\section{Introduction}

This is the first section.

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Donec ullamcorper, felis non sodales...

\section*{Unnumbered Section}
\addcontentsline{toc}{section}{Unnumbered Section}

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sollicitudin.  Praesent imperdiet mi necante...

\section{Second Section}

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sollicitudin.  Praesent imperdiet mi necante...
\end{document}

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