LaTeX入门(一)

参考文章：Learn LaTeX in 30 minitues

什么是LaTeX

LaTeX（读作：”LAY-tek” 或者 “LAH-tek”）是一种用于排版专业外观文档的工具。LaTeX与一些其他常用的文档生产应用如Word的操作方式十分不同：那些“所见即所得”（WYSIWYG）的工具提供用户交互性的页面，用户可以在里面输入和编辑文本或应用不同的样式。

LaTeX则正相反，你的文档是一个纯文本文件，穿插着用于表达所需排版结果的LaTeX指令。为了生成可见的排版文档，你的LaTeX文件由一份叫做“TeX引擎”的软件来处理，利用你文件中嵌入的指令来指导和控制排版过程，将LaTeX指令和文本转换成专业排版格式的PD份文件。这意味着你只需要专注于文档的内容，而计算机——藉由LaTeX指令和TeX引擎——将会负责视觉呈现（排版）。

写你的第一个LaTeX

创建LaTeX项目

第一步是创建一个LaTeX项目。可以通过手动创建一个.tex文件，也可以使用Overleaf新建一个项目。为了演示，先使用一个最简单的例子作为开始，可以直接在Overleaf中打开：

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

网页中的输出结果如下：

可以看到LaTeX自动地缩进（indented）了段落的第一行，为你处理好了格式。让我们仔细观察代码的每一部分：

代码的第一行：\documentclass{article}，声明了该文档的类型，也就是他的class，该类型控制着文档的整体表现。不同类型的文档需要不同的类；换言之，一个简历/履历所需的类型与科学论文不同，科学论文可能会使用标准的LaTeX论文类(article)。其他你可能要处理的文档需要其他类例如book或者report。更多类型的说明见CTAN网页：CTAN (Comprehensive TeX Archive Network)

设置了文档的class后，我们的内容，即文档的body部分，被写在\begin{document}和\end{document}标签之间。每次修改文档内容，都要重新编译，即点击”Recompile“按钮，或”Ctrl + Enter“。另外，也可以设置每次编辑后自动编译：点击Recompile旁边的小箭头，然后把Auto Compile打开，如图：

既然我们知道了如何给文档增加内容，接下来就是给文档一个标题，为了实现，我们必须先简要了解一下“前言”（preamble）

一个文档的前言/序言 （The preamble of a document）

上面的截图显示Overleaf以文件的形式保存一个LaTeX文档，称为main.tex。这个.tex扩展名是一种习惯，当被用来命名你的包含LaTeX代码的文档文件时。

先前的例子显示出文档内容是如何在\begin{document}命令之后出现的；然而，你的.tex文件中一切在那个地方之前出现的都称为“前言”（Preamble），作为文档的“设置”(setup)节。在preamble中，可以定义文档类型（class/type）和一些特定参数，例如撰写文档时的语言、需要加载的包（packages）等，也是应用其他设置的地方。

一个最小的文档preamble可以是如下这样的：

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

其中\documentclass[12pt, letterpaper]{article}定义了文档整体的类型。额外的参数必须被包含在方括号中[]，用逗号分隔，用来配置这个article类的实例。即，我们希望用于这个特定的基于article类的文档的设置。

在这个例子中，第一行的这两个参数做了如下的事：

• 12pt 设置了字体大小
• letterpaper 设置了纸的尺寸

其它的字体大小如9pt、10pt等也可以使用，但如果没有特别指定，默认的字体大小是10pt。至于纸的尺寸，其他可能的值可以是a4paper和legalpaper。其他的纸大小设置见page size and margins。

这一preamble行：

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\usepackage{graphicx}

是一个加载外部包的示例（这里是graphicx）以扩展LaTeX的能力，加载graphicx使其可以引入外部的图像文件。具体在后面的节中讨论。

引入标题、作者和日期信息

增加一个标题、作者和日期信息需要再preamble中增加3行（不是文档的body中），那些行是：

• \title{My first LaTeX document}: 文档标题
• \author{Hubert Farnsworth}: 在这里写作者的名字，并且可选地，在花括号里使用\thanks 指令：
  • \thanks{Funded by the Overleaf team.}: 可以被加到作者名后面，在author指令的括号中。它将会增加一个上标和一个脚注，文本在括号里。如果你需要在文章里感谢一个机构的话很有用。
• \date{August 2022}: 你可以手动输入日期，或者使用指令\today来输入当前日期，当文档每次被编译的时候。

这些preamble加入之后，你的preamble会看上去像这样：

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\documentclass[12pt, letterpaper]{article}
\title{My first LaTeX document}
\author{Hubert Farnsworth\thanks{Funded by the Overleaf team.}}
\date{August 2022}

为了排版标题，作者和日期在文档的body里面使用\maketitle指令：

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\begin{document}
\maketitle
We have now added a title, author and date to our first \LaTeX{} document!
\end{document}

所以整体的文档变成如下：

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\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}

可以在Overleaf中查看效果。

输出效果如下：

增加注释

LaTeX是“程序代码”的一种形式，专用于文档排版。因此，与用其他编程语言写的代码一样，在你的文档中添加注释有时是很有用的。一个LaTeX注释是一节文本，这段文本不会被排版或以任何方式影响文档——经常被用来增加“to do”笔记；包括解释性笔记；提供对棘手的宏的内联的解释或调试时注释掉的LaTeX代码行。

为了在LaTeX中增加注释，在行首简单地写一个%符号即可，如下代码所示：

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\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}

可以在Overleaf中查看效果。

粗体、斜体和下划线

接下来，我们将会看一些文本格式指令：

• 粗体（Bold Font）：使用\textbf{…}指令来加粗LaTeX文本。
• 斜体（Italics）：使用\textit{…}指令来产生斜体LaTeX文本。
• 下划线：使用\underline{…}指令来给LaTeX文本加下划线。

接下来的示例展示这些指令：

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

可以在Overleaf中查看效果。

样例输出如下：

另一个非常有用的指令是 \emph{argument} ， 基于它的参数argument 的效果取决于上下文。在普通的文本中，被强调的文本被斜体，但在一个斜体的文本中这种行为是相反的——会取消斜体——见接下来的示例：

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Some of the greatest \emph{discoveries} in science 
were made by accident.

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

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

可以在Overleaf中查看效果。

样例输出如下：

• 注意，在某些包中，如Beamer，会改变\emph指令的行为。

添加图片

Overleaf支持三种插入图片的方式：

1. 使用Insert Figure按钮，位于编辑器的工具栏上，以插入一张图片到可视化编辑器或代码编辑器中。
2. 复制和粘贴一张图片到可视化编辑器或代码编辑器中。
3. 使用代码编辑器来撰写LaTeX代码以插入一张图片。

选项1和选项2会自动生成必要的LaTeX代码来插入图片，但我们要介绍选项3——注意，你需要上传这些图片到你的Overleaf项目中，接下来的例子演示如何引入一张图片：

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\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}

可以在Overleaf中查看效果。

样例输出如下：

在LaTeX中引入图片需要一个额外的包，提供引入外部图像文件的指令和特性。上面的例子中加载了graphicx包，除了许多其他指令外，还提供了\includegraphics{…}指令来引入图片，和\graphicspath{…}指令来指导LaTeX图片定位在哪里。

为了使用graphicx包，要在你的Overleaf文档的preamble中加入以下行：

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\usepackage{graphicx}

在上面的例子中指令\graphicspath{ {images/} }告知LaTeX图片被保存在一个名为images的文件夹中，这个images文件夹被保存在当前目录下：

指令\includegraphics{universe}指令做了实际将图片插入文档的工作。这里，universe是图片文件的名称，但没有它的扩展名。

注意：

• 尽管文件全名，包括其扩展名，在\includegraphics指令中是允许的，广泛认为的最好的实践是省略文件扩展名，因为它会提示LaTeX搜索所有支持的格式。
• 通常来说，图像的文件名不应该包含空白符或多个点，当上传文件到Overleaf时也更推荐使用小写字母的文件扩展名。

标题、标签和引用

图片可以被起标题、被打标签和被引用，通过figure环境的方法引用图片，如下所示：

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\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 origion. This example is 
on page \pageref{fig:mesh1}.

\end{document}

可以在Overleaf中查看效果。

示例输出如下：

在这个例子中有几个值得注意的指令：

• \includegraphics[width=0.75\textwidth]{mesh}：这种形式的\includegraphics指示LaTeX来设置图像的宽度为75%的文本宽度——文本宽度的值保存在\textwidth指令中。
• \caption{A nice plot.}：如它的名字指示的那样，这个指令设置图像的标题，可以放在图的上方或者下方。如果创建了一列的图像，那么标题会被应用于那一列图像。
• \label{fig:mesh1}：为了在你的文档中引入这张图像，使用\label命令给图像一个标签。这个标签用于为图像生成一个编号，结合下一个指令可以允许你引用它。
• \ref{fig:mesh1}：这个指令会被对应引用图像的编号替换。

被插入LaTeX文档的图像应该被放在一个figure环境当中，或类似的，以便LaTeX能够自动地把图片放置在你的文档中的一个合适的位置。

进一步的指南包含在如下的Overleaf帮助文章中：

• 图片的位置
• 插入图片

在LaTeX中创建列表

在LaTeX中可以使用环境（environments）来创建不同类型的列表，用于封装实现特定排版所需的LaTeX代码。一个环境以\begin{environment-name}开始，以\end{environment-name}结束，其中environment-name可以是figure、tabular或是列表类型之一：itemizes用于无序列表、enumerate用于有序列表。

无序列表

无序列表由itemize环境创建。每个列表条目必须以\item指令开头，如下所示：

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\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}

可以在Overleaf中查看效果。

示例输出如下：

以下是一个更大的项目，演示不同类型的LaTeX列表：Overleaf

有序列表

有序列表使用与无序列表相同的句法，但使用enumerate环境创建：

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\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}

可以在Overleaf中查看效果。

示例输出如下：

与无序列表相同，每个条目必须以\item指令开头，这里自动生成了数字有序的列表标签，从1开始。

为了获得更多信息，可以查看这个更大的项目，该项目演示了不同类型的LaTeX列表：Overleaf，或者访问以下帮助界面：help article on LaTeX lists，提供了更多示例，展示了如何创建自定义列表。