基于程序員思維研究LaTex排版

王爽 趙會洋

摘 要：LaTex是國際公認(rèn)的一個非常出色的排版工具，對各類科技工作者的研究發(fā)表起著非常重要的輔助作用。不同于Word排版的所見即所得，LaTex是基于不同的命令實現(xiàn)排版的，因此對于初學(xué)者來說有一定的難度。本文基于程序員的思維，研究編程中的變量、函數(shù)等重要內(nèi)容與LaTex排版的關(guān)系。這對快速學(xué)習(xí)與掌握LaTex具有重要的作用，對靈活運用LaTex進(jìn)行排版具有實際意義。

關(guān)鍵詞： LaTex;編程;排版;變量;函數(shù)

文章編號： 2095-2163（2019）03-0199-03 中圖分類號： TP317.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

0 引 言

TEX 是高德納 （Donald E.Knuth） 開發(fā)的、以排版文字和數(shù)學(xué)公式為目的的一個計算機(jī)軟件[1]。LaTeX是對TEX的封裝和拓展，擁有比原來TEX格式（Plain TEX）更為規(guī)范的命令和一整套預(yù)定義的格式，隱藏了不少排版方面的細(xì)節(jié)，可以讓使用者相對容易地以較高質(zhì)量排版和印刷擬發(fā)表的作品。LaTeX 的最初開發(fā)者為 Lamport 博士[2]。目前，LaTeX已成為國際學(xué)術(shù)界熱門流行的排版系統(tǒng)之一 許多國際著名的出版機(jī)構(gòu)和期刊編輯部都要求或推薦其作者使用 LaTeX 投稿[3]。關(guān)于LaTex 的基礎(chǔ)知識和在科技論文寫作中的應(yīng)用 在國內(nèi)外的文獻(xiàn)中也可見到相關(guān)報道及探討[4-7]。對于初學(xué)者而言，LaTeX讓人望而卻步[3]?？紤]到時下有數(shù)量頗為可觀的科技工作者具備編程的基礎(chǔ)，因此，本文將以程序員的思維研究LaTex學(xué)習(xí)，通過對比學(xué)習(xí)的方法及通俗易懂的案例使讀者能夠達(dá)到LaTex的快速入門。

1 變量的定義與使用

變量是用來存儲各類數(shù)據(jù)的符號。在變量定義之后，就可以在其它位置使用該變量名代替其所要表達(dá)的值。如果要改變變量的值，也只需要在定義的位置修改，所有使用該變量的地方都會用新的值代替。這就是設(shè)置變量的好處。下面將Java中的變量定義和LaTex中的變量定義格式進(jìn)行對比。

在Java中自定義變量的格式如下：

變量類型 變量名=變量值

在LaTex中自定義變量的格式如下：

＼＼newcommand{變量名}{變量值}

通過上面的定義對比可以看出，LaTex中定義變量不需要類型，但需要一個關(guān)鍵字newcommand。LaTex中的自定義變量名和系統(tǒng)內(nèi)置的命令一樣，必須以反斜杠開頭，一般由若干個字母組成。LaTex中的變量值可以是字符串、數(shù)值、布爾值等內(nèi)容，但由于沒有不同的類型符，所以格式是統(tǒng)一的。另外，LaTex中的變量名和變量值之間沒有賦值符號，而是通過括號來區(qū)分二者。文中將通過實驗來說明變量如何定義與使用，主要包含2個步驟。對此可做解析分述如下。

（1）變量定義。LaTex中定義變量是在導(dǎo)言區(qū)進(jìn)行的，下一節(jié)要討論的函數(shù)也在此區(qū)域定義。本實驗中定義3個類型的變量，分別是字符串型、數(shù)值型和布爾型，如圖1所示。

需要注意的是，LaTex是將用戶想呈現(xiàn)的內(nèi)容經(jīng)過排版之后進(jìn)行輸出，是一個科技文獻(xiàn)排版工具，而不是一種軟件開發(fā)語言。因此，從本例中可以看出3個變量的值在定義時沒有太大的區(qū)別，都是直接書寫。特別是第一個字符串并沒有雙引號或單引號，第三個布爾型只是根據(jù)其值判斷的，從形式上看與字符串并沒有什么區(qū)別。

（2）變量使用。LaTex中使用變量的方法是直接使用變量名，使用變量的位置可以在導(dǎo)言區(qū)、也可以在文檔區(qū)。如果是需要直接輸出的變量，一般放在文檔區(qū)。如果是中間變量，根據(jù)使用場合可能出現(xiàn)在文檔區(qū)或?qū)а詤^(qū)。在圖2中即顯示了上述3個變量的使用。

由圖2看出，變量在使用時的格式和定義時是一樣的，也需要以反斜杠開頭，然后是變量名。變量名后的＼＼par是另起一段的標(biāo)志，是為了輸出效果而添加的。

（3）結(jié)果輸出。LaTex中所有要輸出的內(nèi)容都要放在文檔區(qū)，經(jīng)過編譯之后會輸出在pdf文檔中。本節(jié)中的實驗輸出結(jié)果如圖3所示。將圖3和圖1對比后可以看出，輸出的變量值和定義時是一樣的。

2 函數(shù)

函數(shù)是用來完成特定功能的若干代碼的封裝。因此，相較于變量值是直接給出具體值，函數(shù)體會有長有短，具體由函數(shù)的功能復(fù)雜程度決定。另外，函數(shù)需要滿足傳參數(shù)的需要。這里即將Java中和LaTex中函數(shù)的定義與使用進(jìn)行對比，研究內(nèi)容詳見如下。

2.1 函數(shù)的定義

Java中定義函數(shù)的格式：

[權(quán)限標(biāo)識符] 返回值 函數(shù)名（參數(shù)列表）{函數(shù)體}

LaTex中定義函數(shù)的格式：

＼＼newcommand{函數(shù)名}[參數(shù)個數(shù)]{函數(shù)體}

通過對比發(fā)現(xiàn)，首先，LaTex中定義函數(shù)也需要newcommand 關(guān)鍵字。其次，LaTex中沒有權(quán)限標(biāo)識符，在tex文件的導(dǎo)言區(qū)定義的函數(shù)，其作用范圍是整個tex文件。LaTex中也沒有返回值標(biāo)識，是否有返回值取決于函數(shù)體是否有輸出。再者，形式上兩者之間也有相似的地方，即函數(shù)名、參數(shù)和函數(shù)體。但是在運行實施中，這些相似的地方還是有些區(qū)別的。LaTex的函數(shù)名與變量名一樣，也需要以反斜杠開頭。Java中的參數(shù)部分用的是以圓括號包括起來的參數(shù)列表，包括若干參數(shù)類型和參數(shù)名，當(dāng)然也可以為空，即沒有任何參數(shù)。而LaTex中的參數(shù)部分用的是以中括號包括起來的參數(shù)個數(shù)，即只定義了參數(shù)的個數(shù)而沒有參數(shù)名。最后要比較的是函數(shù)體。Java中的函數(shù)體內(nèi)容非常豐富，而LaTex則相對簡單，因為LaTex函數(shù)體僅服務(wù)于要排版的內(nèi)容及其格式。

在此基礎(chǔ)上，下面將通過3個函數(shù)來說明LaTex中函數(shù)的使用，其中分別定義了0個參數(shù)、1個參數(shù)和2個參數(shù)。研究中的案例描述如圖4所示。

在圖4中，函數(shù)＼＼noparfunction沒有參數(shù)，函數(shù)體是輸出一個字符串，證明該函數(shù)被調(diào)用。函數(shù)＼＼oneparfunction具有一個參數(shù)，函數(shù)體是輸出字符串和該函數(shù)的參數(shù)值。函數(shù)＼＼twoparfunction具有2個參數(shù)，函數(shù)體的功能是直接執(zhí)行2個參數(shù)。

2.2 函數(shù)的使用

接下來調(diào)用上面定義的3個函數(shù)，來說明各函數(shù)的使用方式。案例描述如圖5所示。

在圖5中，第一行調(diào)用了無參的函數(shù)noparfunction;第二行調(diào)用了一個參數(shù)的函數(shù)oneparfunction，參數(shù)值為3;第三行調(diào)用了2個參數(shù)的函數(shù)twoparfunction，其中2個參數(shù)都是字符串;第四行同樣調(diào)用了2個參數(shù)的函數(shù)，但是其中的2個參數(shù)不再是字符串和數(shù)值，而是分別調(diào)用了無參的函數(shù)和一個參數(shù)的函數(shù)。因此，在LaTex中，一個函數(shù)可以作為另一個函數(shù)的參數(shù)。

2.3 函數(shù)的輸出

綜合前文研究后，就是對LaTex源文件進(jìn)行編譯，然后輸出到pdf文檔。最終輸出結(jié)果如圖6所示。

在圖6中，第一行是noparfunction的輸出，第二行是oneparfunction的輸出。第三行是twoparfunction函數(shù)的輸出，且參數(shù)是2個字符串。第四行也是twoparfunction函數(shù)的輸出，但是2個參數(shù)分別是noparfunction和oneparfunction。由圖6看到，第三行和第四行的輸出是一樣的，因此，通過函數(shù)的嵌套調(diào)用可以實現(xiàn)復(fù)雜的功能。

3 結(jié)束語

本文立足于程序員的思維角度來討論LaTex的學(xué)習(xí)，以編程中最重要的2個概念—變量和函數(shù)，作為本文的研究內(nèi)容，采用對比的方法，闡明了在LaTex中這2個概念與Java語言的異同點，并通過案例說明了程序員如何高效地做出LaTex的入門學(xué)習(xí)。下一步將繼續(xù)按照該方法的思路，深入探究LaTex中其它知識的學(xué)習(xí)，為更多的科技工作者快速掌握該知識提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]KNUTH D E. The TEXbook， volume A of computers and typesetting[M]. Massachusetts： Addison-Wesley Publishing Company， 1984.

[2] LAMPORT L. LATeX： A document preparation system （user's guide and reference manual）[M]. 2nd ed. USA：Addison-Wesley Professional， 1994.

[3] 龍靜， 尚嬋妤， 孫云志. 定制科技期刊LaTeX論文模板的思路和實踐[J]. 中國科技期刊研究， 2015， 26（9）： 975-980.

[4] 劉海洋. LATEX 入門[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2013.

[5] 馬加佳. LaTeX與Word文件的相互轉(zhuǎn)換[J]. 中國科技期刊研究， 2014， 25（3）： 378-382.

[6] 俞依玲， 張林琳. LaTeX軟件在學(xué)術(shù)論文排版中的應(yīng)用[J]. 價值工程， 2012， 31（35）： 209-210.

[7] 趙新科. 淺析LaTex在科技期刊與哲社期刊排版上的應(yīng)用[J]. 大眾科技， 2016， 18（1）： 131-132.