科研人快速入门LaTex到日常使用,下载安装配置,语法使用说明等

简介: 科研人快速入门LaTex到日常使用,下载安装配置,语法使用说明等

1 前言

Latex是一款开源免费并且应用相当广泛的排版工具,被⼴泛运⽤在各个⾏业,⽐如学术界、出版界。LaTeX 和 Word 相比,LaTeX 入门者更能写出漂亮的文档。它不但能对文字、公式、图片进行精确而复杂的排版,并且还能保证全文各个章节格式的一致性。像大家平时看到的论文、书籍无一例外都是使用LaTex生成的。


LaTex同时提供相当数量的宏包,作为对基础排版功能的扩充。像乐谱、原理图,甚至简单的动画也都可以用它完成。如果你正在求职,使用LaTex来做一份专业的简历也可能会让你在众人之中脱颖而出。


本文整理了目前已知的搜罗到的各种相关入门介绍,消除对LaTex复杂难用的刻板印象,快速上门入手这款文字排版的必备神器。

了解更多:LaTex官网 https://www.latex-project.org/

2 LaTex介绍

LaTex的主要优势是它会将文档的内容和排版区分开来,这就好像是HTML和CSS的关系。另外如果你使用过Markdown这款编辑器的话,你会更清楚地了解到它也是一种将内容和排版分开的标记语言,比如本文就是用Markdown编写的。Markdown的语法非常轻量,非常适合于简单文字的创作,像很多WIKI,比如GitHub的文档、程序员的博客等大多数都是采用的Markdown语法生成的。


和Markdown类似,LaTex的格式和排版也可以随后轻易地替换,通常也就是一两行代码的事,例如你可以轻易的将一篇普通文档切换为科学期刊,甚至是幻灯片。当然每个工具都有适用的地方,LaTex也不能应用与所有的情况。如果只是记记笔记,不怎么需要大篇幅排版的情况下,使用Word这种所见即所得的工具自然也会方便很多。


如果你认为我上面说明还不是太清楚的话,那么推荐一份大名鼎鼎的文档《一份不太简短的LaTex介绍》,对想要迅速了解LaTex的人来说仍有些略长,但内容较为系统,相对简短,仍具有很大的指导意义。

网站地址:https://ctan.org/tex-archive/info/lshort/chinese

进去之后点击下载中文文档即可。

我这里也提供了一个镜像地址(随版本更新),可以直接下载:一份不太简短的LaTex介绍http://mirrors.cqu.edu.cn/CTAN/info/lshort/chinese/lshort-zh-cn.pdf

3 下载安装

常用的Tex发行版一般有两个:Tex Live 和MikTex

Tex Live 提供的包很全,但占用空间大,4点多个G。MikTex占用空间小,安装速度快,但如果遇到本地缺少的包则需要联网下载,大家可以根据自己的实际情况考虑。如果你的网络连接不太稳定,则可以选择下载TexLive,一劳永逸。

3.1 TexLive下载

TexLive官网地址:https://tug.org/texlive/

官网下载太慢,可以使用国内镜像来加速下载

清华大学开源镜像站:https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/CTAN/systems/texlive/Images/

北京外国语大学开源镜像站:https://mirrors.bfsu.edu.cn/CTAN/systems/texlive/Images/

南方科技大学开源镜像站:https://mirrors.sustech.edu.cn/CTAN/systems/texlive/Images/

可以在以上网址中下载TexLive离线安装包,不过TexLive的安装速度有点慢,需要耐心等待。

3.2 安装教程

可参考:TexLive 安装步骤 2022版

3.3 在线使用版

当然,还有另一种方式,如果不希望配置本地环境,只是想快速尝试的话,也可以使用Overleaf,官网地址:https://www.overleaf.com/,这款可以免费在线使用的Tex编辑器。

4 LaTeX编辑器

关于 LaTeX 的编辑器有很多:Texworks、TeXstudio、WinEdt、Sublime Text 3、VS Code、Vim、Emacs 等。

  • Texworks 是 TeX Live 自带的编辑器,对英文支持比较好。
  • Sublime Text 3是个人特别喜欢的高级编辑器,用它来写代码非常炫酷,也可以配置 LaTeX 环境。高级编辑器的查找功能特别好用。
  • VS Code被称为「宇宙第一编辑器」的 VS Code (Visual Stuido Code) 当然也可以作为 LaTeX 的编辑器。
  • WinEdt 是 Windows 平台上一款功能强大,界面简洁的 LaTeX 编辑器。WinEdt 10 (最新的版本是 WinEdt 10.3) 相比老版本界面更加简洁,而且支持高分屏,更加好用。
  • TeXstudio是很多网友推荐的编辑器,它也非常好用。对于刚入门的 LaTeX 学习者,推荐使用 WinEdt 或 TeXstudio,因为它们属于专业的 IDE,也就是专门为 LaTeX 开发的软件。

4.1 下载TeXstudio

TeXstudio优于TeXlive自带的TeXwork editor编辑器,大概可以理解为Java的各种编译器

官网下载地址:http://texstudio.sourceforge.net/

官网下载太慢了。。。

其他地址:

阿里云盘:

链接:https://www.aliyundrive.com/s/x1sitTcbNtH

提取码:DFwd

4.2 安装程序

傻瓜式安装,只需要注意一下安装路径。

可以选择更改安装路径,也可以选择默认直接下一步。

4.3 配置程序

  • 1)将软件设置为中文,打开软件,点击顶部的Options,然后选择Configure TexStudio…
    再选择General,设置为中文

  • 2)选择XeLaTeX为编译命令

XeLaTeX命令可以编译中文,如果为PdfLaTeX编译中文会报错的。

  • 3)查看命令

正常的情况就是安装之后就会自动扫描出来各种命令自动添加,如果显示的不是这样的,那就是安装LaTeX的时候出现了错误(环境变量没有配置好)。这一点的解决方法请搜索 LaTeX环境变量的配置

  • 4)测试

Ctrl+N新建一个文件,输入以下代码,来一个最简单的示例:

LaTex中所有的命令都以\开头,后面可以跟一个花括号{},代表这个命令的参数。\命令名{}

\documentclass{article}
\begin{document}
``Hello world!'' from \LaTeX.
\end{document}

这是一个最基础的示例,也就是一个Tex文档最少要包含documentclass,begin和end三条命令语句,接下来演示一个完整一点的,后面再说怎么用

% 导言区
\documentclass{article} 
% 导入中文宏
\usepackage{ctex}
% 构建命令,取别名,使用degree 代替 ^ circ
\newcommand\degree{^\circ}
\title{\heiti 勾股定理}
\author{\kaishu 刘一根}
\date{\today} 
% 正文区
\begin{document}
\maketitle
  勾股定理可以用现代的语言描述如下:
  直角三角形斜边的平方等于两腰的平法和。
  可以用符号语言描述为:设直角三角形 
  $\angle C=90\degree $则有:
  $$ 
  AB^2 = BC^2 + AC^2 
  $$
  这就是勾股定理
\end{document}

点击构建并查看或快捷键F5来查看。

参考文章:https://blog.csdn.net/weixin_45832959/article/details/123093209

5 利用LaTeX编写文档

5.1 文档类型

TeX有多种文档类型可选,较常用的有如下几种类型:

  • 对于英文,可以用bookarticlebeamer
  • 对于中文,可以用ctexbookctexartctexbeamer,这些类型自带了对中文的支持。

不同的文件类型,编写的过程中也会有一定的差异,如果直接修改文件类型的话,甚至会报错。

article:文章格式的文档类,广泛用于科技论文、报告、说明文档等。对应中文的ctexart


book:书籍文档类,包含章节结构和前言、正文、后记等结构。对应中文的ctexbook


beamer:幻灯片类,可以创建外观很棒的演示文稿,具有海量的模板可以用。对应中文的ctexbeamer


report:长篇报告格式的文档类,具有章节结构,用于综述、长篇论文、简单的书籍等。

以下统一选用ctexart。在编辑框第一行,输入如下内容来设置文件类型:

\documentclass[⟨options⟩]{⟨class-name⟩}

例如

\documentclass{ctexart}

所有位于\begin{document}之前的内容都称作是前言(preamble),他就像是HTML中的head标签,可以在这里设置文档的格式,页面的尺寸,也可以指定文档中需要导入的宏包等等

另外,一般也可以在\documentclass处设置基本参数,可选参数 ⟨options⟩ 为文档类指定选项,以全局的规定一些排版的参数,如字号、纸张大小、单双面等等。比如调用 article 文档类排版文章,指定纸张为 A4 大小,基本字号为 11pt,双面排版。

笔者通常设置默认字体大小为12pt,纸张大小为A4,单面打印。需要将第一行的内容替换为:

\documentclass[12pt, a4paper, oneside]{ctexart}

文件的正文部分需要放入document环境中,在document环境外的部分不会出现在文件中。

\documentclass[12pt, a4paper, oneside]{ctexart}
\begin{document}
这里是正文. 
\end{document}

5.2 宏包

在使用 LATEX 时,常常需要依赖一些扩展来增强或补充 LATEX 的功能,比如排版复杂的表格、插入图片、增加颜色甚至超链接等等。这些扩展称为宏包。调用宏包的方法非常类似调用文档类的方法:

\usepackage[⟨options⟩]{⟨package-name⟩}

通常与数学公式与定理环境相关的宏包为amsmath、amsthm、amssymb,用于插入图片的宏包为graphicx,代码如下:

\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb, graphicx}

另外,在加载宏包时还可以设置基本参数,如使用超链接宏包hyperref,可以设置引用的颜色为黑色等,代码如下:

\usepackage[bookmarks=true, colorlinks, citecolor=blue, linkcolor=black]{hyperref}

5.3 文件格式

除了源代码文件 .tex 以外,我们在使用 LATEX 时还可能接触到各种格式的文件。本节简单介绍一下在使用 LATEX 时能够经常见到的文件。

每个宏包和文档类都是带特定扩展名的文件,除此之外也有一些文件出现于 LATEX 模板中:

  • .sty 宏包文件。宏包的名称与文件名一致。
  • .cls 文档类文件。文档类名称与文件名一致。
  • .bib BibTeX 参考文献数据库文件。
  • .bst BibTeX 用到的参考文献格式模板。

LTEX 在编译过程中除了生成 .dvi 或 .pdf 格式的文档外9,还可能会生成相当多的辅助文件和日志。一些功能如交叉引用、参考文献、目录、索引等,需要先通过编译生成辅助文件,然后再次编译时读入辅助文件得到正确的结果,所以复杂的 LATEX 源代码可能要编译多次:

.aux LATEX 生成的主辅助文件,记录交叉引用、目录、参考文献的引用等。

.toc LATEX 生成的目录记录文件。

.lof LATEX 生成的图片目录记录文件。

.lot LATEX 生成的表格目录记录文件。

.bbl BIBTEX 生成的参考文献记录文件。

.blg BIBTEX 生成的日志文件。

.idx LATEX 生成的供 makeindex 处理的索引记录文件。

.ind makeindex 处理 .idx 生成的用于排版的格式化索引文件。

.ilg makeindex 生成的日志文件。

.out hyperref 宏包生成的 PDF 书签记录文件。

5.4 标题

标题可以用\title{}设置,作者可以用\author设置,日期可以用\date{}设置,这些都需要放在导言区。为了在文档中显示标题信息,需要使用\maketitle。例如:

\documentclass[12pt, a4paper, oneside]{ctexart}
\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb, graphicx}
\usepackage[bookmarks=true, colorlinks, citecolor=blue, linkcolor=black]{hyperref}
% 导言区
\title{我的第一个\LaTeX 文档}
\author{Macw}
\date{\today}
\begin{document}
\maketitle
这里是正文. 
\end{document}

5.5 正文

正文可以直接在document环境中书写,没有必要加入空格来缩进,因为文档默认会进行首行缩进。相邻的两行在编译时仍然会视为同一段。在LaTeX中,另起一段的方式是使用一行相隔,例如:

我是第一段. 
我是第二段.

这样编译出来就是两个段落。在正文部分,多余的空格、回车等等都会被自动忽略,这保证了全文排版不会突然多出一行或者多出一个空格。另外,另起一页的方式是:

\newpage

在编写文档时,为了保证美观,通常将中文标点符号替换为英文标点符号(需要注意的是英文标点符号后面还有一个空格),这比较适合数学类型的文档。

在正文中,还可以设置局部的特殊字体:

字体 命令
直立 \textup{文本内容}
斜体 \textit{}
倾斜 \textsl{}
小型大写 \textsc{}
加宽加粗 \textbf{}
下划线 \underline{}

如果我们要在文章中添加一个新的段落,我们可以通过输入两个换行符来完成,需要注意的是单独的一个换行符只会生成一个空格,并不会开启一个新的段落。

5.6 章节

对于ctexart文件类型,章节可以用\section{}\subsection{}命令来标记,例如:

\documentclass[12pt, a4paper, oneside]{ctexart}
\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb, graphicx}
\usepackage[bookmarks=true, colorlinks, citecolor=blue, linkcolor=black]{hyperref}
% 导言区
\title{我的第一个\LaTeX 文档}
\author{Macw}
\date{\today}
\begin{document}
\maketitle
% 一级章节
\section{一级标题}
% 二级章节
\subsection{二级标题}
这里是正文. 
\subsection{二级标题}
% 三级章节
\subsubsection{三级标题}
这里是正文. 
\end{document}

5.7目录

在有了章节的结构之后,使用\tableofcontents命令就可以在指定位置生成目录。通常带有目录的文件需要编译两次,因为需要先在目录中生成.toc文件,再据此生成目录。

\documentclass[12pt, a4paper, oneside]{ctexart}
\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb, graphicx}
\usepackage[bookmarks=true, colorlinks, citecolor=blue, linkcolor=black]{hyperref}
% 导言区
\title{我的第一个\LaTeX 文档}
\author{Macw}
\date{\today}
\begin{document}
\maketitle
\tableofcontents
\section{一级标题}
\subsection{二级标题}
这里是正文. 
\subsection{二级标题}
这里是正文. 
\end{document}

5.8 图片

插入图片需要使用graphicx宏包,建议使用如下方式:

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=8cm]{图片.jpg}
    \caption{图片标题}
\end{figure}

其中,[htbp]的作用是自动选择插入图片的最优位置,\centering设置让图片居中,[width=8cm]设置了图片的宽度为8cm,\caption{}用于设置图片的标题。

5.9 表格

LaTeX中表格的插入较为麻烦,可以直接使用Create LaTeX tables online – TablesGenerator.com:https://www.tablesgenerator.com/来生成。建议使用如下方式:

\begin{table}[htbp]
    \centering
    \caption{表格标题}
    \begin{tabular}{ccc}
        1 & 2 & 3 \\
        4 & 5 & 6 \\
        7 & 8 & 9
    \end{tabular}
\end{table}

5.10 列表

LaTeX中的列表环境包含无序列表itemize、有序列表enumerate和描述description,以enumerate为例,用法如下:

\begin{enumerate}
    \item 这是第一点; 
    \item 这是第二点;
    \item 这是第三点. 
\end{enumerate}

另外,也可以自定义\item的样式:

\begin{enumerate}
    \item[(1)] 这是第一点; 
    \item[(2)] 这是第二点;
    \item[(3)] 这是第三点. 
\end{enumerate}

5.11 定理环境

定理环境需要使用amsthm宏包,首先在导言区加入:

\newtheorem{theorem}{定理}[section]

其中{theorem}是环境的名称,{定理}设置了该环境显示的名称是“定理”,[section]的作用是让theorem环境在每个section中单独编号。在正文中,用如下方式来加入一条定理:

\begin{theorem}[定理名称]
    这里是定理的内容. 
\end{theorem}

其中[定理名称]不是必须的。另外,我们还可以建立新的环境,如果要让新的环境和theorem环境一起计数的话,可以用如下方式:

\newtheorem{theorem}{定理}[section]
\newtheorem{definition}[theorem]{定义}
\newtheorem{lemma}[theorem]{引理}
\newtheorem{corollary}[theorem]{推论}
\newtheorem{example}[theorem]{例}
\newtheorem{proposition}[theorem]{命题}

另外,定理的证明可以直接用proof环境。

5.12 页面

最开始选择文件类型时,我们设置的页面大小是a4paper,除此之外,我们也可以修改页面大小为b5paper等等。

一般情况下,LaTeX默认的页边距很大,为了让每一页显示的内容更多一些,我们可以使用geometry宏包,并在导言区加入以下代码:

\usepackage{geometry}
\geometry{left=2.54cm, right=2.54cm, top=3.18cm, bottom=3.18cm}

另外,为了设置行间距,可以使用如下代码:

\linespread{1.5}

5.13页码

默认的页码编码方式是阿拉伯数字,用户也可以自己设置为小写罗马数字:

\pagenumbering{roman}

另外,aiph表示小写字母,Aiph表示大写字母,Roman表示大写罗马数字,arabic表示默认的阿拉伯数字。如果要设置页码的话,可以用如下代码来设置页码从0开始:

\setcounter{page}{0}

5.14 上下标

上标可以用^输入,例如a^n,效果为a^n 。

下标可以用_来输入,例如a_ 。

上下标只会读取第一个字符,如果上下标的内容较多的话,需要改成^{}_{}

6 总结

这个教程比较简短,涉及到的东西也比较少,耐心学习完后,应该能满足日常使用的需求。


另外本文中没有提及的其他语法说明,请下载第2节中的PDF文件参阅详细说明,本文第5节语法说明部分也是参考该文档而来。


本文中还没有提及的研究如何美化排版,或是使用网络上的精美模板,让排版的效果更好。

以及导入期刊给定的Tex模板等内容,由于篇幅太长本文就不再总结,后续再新写一篇文章总结下如何下载期刊模板,如何导入TexStudio等内容,敬请关注。。。。

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