LaTeX小结

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前言

有时我们需要出题，用什么好呢？

  • MS Word?我从来不用，虽然是WYSIWYG
    • 细节格式调整复杂，结构不清晰
    • 商业格式，并且跨平台效果差
    • 数学公式不太美观和方便
    • 导出PDF不太完善
  • Markdown?以前一直用，虽然方便快捷也有缺点(用Typora)
    • 表格支持差，不能合并单元格
    • 数学公式无法复制，显示为图片
    • 无法显式分页，写博客没问题，但是出题就不太好了
  • $\LaTeX{}$!
    • 支持复杂的表格
    • 美观的数学公式
    • 结构清晰，能生成PDF书签

当然，缺点也很多：

  • 安装、学习较为复杂
  • 需要时间编译，Word和Typora都是WYSIWYG
  • 中文需要一定的配置，虽然现在已经比较简单
  • 写文章也需要debug……

如果你喜欢WYSIWYG，但又需要$\LaTeX{}$中的数学公式，可以试一下LyX。

安装

推荐使用跨平台的TeX Live，下载当年的版本，最好是ISO。

在Windows下，使用install-tl-advanced.bat，更改安装位置，可以删除不需要的组件，比如空间巨大的字体。

然后就慢慢等好了。参考https://liam0205.me/texlive/

使用

工具

推荐使用TeXworks作为编辑器，当然Notepad++之类的通用编辑器也是可以的。如果使用TeX Live，很容易在安装目录下找到TeXworks。TeXworks与一般的Markdown编辑器一样，使用左右对照。

排版工具用XeLaTeX，其实pdfLaTeX也可以。在TeXworks中可以在首选项中修改默认排版工具。

hello,world

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\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{document}
你好，世界！
\end{document}

以上代码可以输出你好，世界！到PDF文件，也可以试一下pdfLaTeX。

以\开始的行为命令，如果有begin，就要有对应的end，这样的命令称为环境。{}中是必要的参数，[]中是可选参数，用逗号分割。

上述代码第一行表示文档类为ctexart，使用UTF8编码。使用ctexart没有中文问题。接下来就是文章的主要部分了。

文档类选项

生成PDF书签

在文档类选项中加入hyperref即可。但是需要注意，第一次生成*.out时不会加入书签，必须再次编译。以前这样做是为了节省内存，于是一直保留至今。

改变文章字号

在文档类选项中加入如12pt即可，默认为10pt。

其他设置

在\documentclass和\begin{document}之间可以进行设置。\usepackage类似于C的#include，用于添加特定的功能。

标题

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\title{Title}
\author{Author}
\date{}

\begin{document}
\maketitle
% 显示标题
\end{document}

注意，{}中不填将不会显示对应项目。

标题格式

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\usepackage{titling}
\pretitle{\begin{center}\fontsize{30pt}{30pt}\selectfont}
\posttitle{\end{center}}

页边距

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\usepackage{geometry}
\geometry{left=1in,right=1in,top=1in,bottom=1in}

显式分页

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\newpage

正文

注释

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% comment

单行注释用%，注意如果要输入%应该用\%。多行注释用comment环境。

层次结构

与Markdown六级标题不同，各个层次有特定的名称：

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\section {...}       % Level 1
\subsection {...}    % Level 2
\subsubsection {...} % Level 3
\paragraph {...}     % Level 4
\subparagraph {...}  % Level 5

数学公式

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$n!=\prod_{i=1}^n n\;\;\forall n\ge1$

使用amsmath包。单行公式可以用Markdown的$...$，多行注释用equation环境。

至于内容，和在Markdown中的完全相同。

列表

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注意事项：
\begin{enumerate}
\item 注意编译选项，避免未定义行为或编译错误。
\item 代码长度限制为100KB。
\item 注意代码常数和I/O造成的效率影响。
\end{enumerate}

部分分：
\begin{itemize}
\item 40\%
\item 60\%
\end{itemize}

有序列表用enumerate环境，无序列表用itemize环境。每个项目用\item开始。

原样输出

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使用\verb|printf|函数。

输入样例：
\begin{verbatim}
sample input
\end{verbatim}

单行用\verb|...|，多行用verbatim环境。

脚注和超链接

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WYSIWYG\footnote{参见\url{https://zh.wikipedia.org/zh-hans/\%E6\%89\%80\%E8\%A6\%8B\%E5\%8D\%B3\%E6\%89\%80\%E5\%BE\%97}}

必须加入hyperref选项，用\footnote{}命令建立脚注，用\url{}命令创建超链接，注意转义。

表格

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\begin{center}
\begin{tabular}{|p{100pt}|p{100pt}|p{100pt}|p{100pt}|}
\hline
题目名称 & A & B & C\\
\hline
目录 & \verb|A| & \verb|B| & \verb|C|\\
\hline
可执行文件名 & \verb|A| & \verb|B| & \verb|C|\\
\hline
输入文件名 & \verb|A.in| & \verb|B.in| & \verb|C.in|\\
\hline
输出文件名 & \verb|A.out| & \verb|B.out| & \verb|C.out|\\
\hline
时间限制 & 1s & 1s & 1s\\
\hline
空间限制 & 512MB & 512MB & 512MB\\
\hline
测试点数量 & 20 & 20 & 20\\
\hline
测试点分数 & 5 & 5 & 5\\
\hline
比较方式 & SPJ & 全文 & 全文\\
\hline
部分分 & 有 & 无 & 无\\
\hline
\end{tabular}
\end{center}

表格是相当复杂的，一般使用tabular环境。表格通常居中显示，因此用center环境。

设置

在tabular开始处，需要设定宽度、居中等。|表示竖直线，p{...}用于设置宽度。有时既需要居中有需要设置宽度，可以加入以下设置：

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\usepackage{array}
\newcolumntype{P}[1]{>{\centering\arraybackslash}p{#1}}

这样用P{...}即可。

横向分割线

用\hline可以绘制完整的横向分割线，用\cline{l-r}可以绘制$l\dots r$列的横向分割线。

使用makecell包，用\Xhline{x\arrayrulewidth}可以绘制宽度为普通分割线$x$倍的分割线，一般用于首行、次行和末行。我用的参数分别为$x=3,2,3$。最好不要用booktabs包中的\toprule，\midrule和\bottomrule，因为有一些问题，也可以试一下。

数据行

用&分割两个单元格，用\\表示换行(在正文中也一样)。

合并单元格

一般常用的方式是多行单元格，用multirow包中的\multirow{x}{*}{...}。表示合并接下来的$x$行，内容为...，*用于默认宽度。

注意，此时一定要用\cline代替\hline，可能要用多个。另外，在接下来$x$行内对应位置，不能输入任何内容，但仍要占位，如&&。

强调

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\underline{\textbf{强调}}
\emph{强调2}

在题目中，一般常用的格式为强调，使用\underline{\textbf{...}}。而\emph{...}通常会换一种字体，适合用于定义词语。

伪代码

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\begin{algorithm}
\begin{algorithmic}[1]
\Procedure{Sort}{$A,l,r$}\Comment{对$A[l\dots r]$排序}
\State{$i\gets l$}
\State{$j\gets r$}
\State{$x\gets A[(l+r)/2]$}\Comment{$x$为\emph{基准值}}
\Repeat
\While{$A[i]<x$}
\State{$i\gets i+1$}
\EndWhile
\While{$x<A[j]$}
\State{$j\gets j-1$}
\EndWhile
\If{$i\le j$}
\State{\Call{Swap}{$A[i],A[j]$}}
\State{$i\gets i+1$}
\State{$j\gets j-1$}
\EndIf
\Until{$i>j$}
\If{$l<j$}
\State{\Call{Sort}{$l,j$}}
\EndIf
\If{$i<r$}
\State{\Call{Sort}{$i,r$}}
\EndIf
\EndProcedure
\end{algorithmic}
\end{algorithm}

需要algorithm和algpseudocode包，依次用algorithm和algorithmic环境。其语法与Pascal较为类似，命令首字母大写。