LaTeX 学习小结
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1 前言
数次试图入坑 LaTeX，但是都因为 LaTex 中各种复杂的概念被劝退，但是，在前两天，我感觉我似乎成功入坑了，所以，准备把我入坑过程中遇到的问题总结下来。
因此，这篇博客的内容不会涉及到多少 LaTeX 语法上的东西 (｀・ω・´)
2 基本概念
首先需要明白的是，TeX(LaTeX) 是一个页面排版系统，因此除了 TeX 这个标记语言本身以外，还涉及到了一些其他更底层的东西，比如说光栅图像处理器 RIP 和页面描述语言 PDL。
RIP 是数字排版中的一个重要概念，可以是硬件、固件和软件，通过 RIP 生成的点阵图像可以输出到激光照排机或直接制版机等制版设备，也可以输出到打印机。而 PDL 可以作为 RIP 的输入，用来控制 RIP 的输出，生成我们想要的页面排版效果。
但是 PDL 太底层了，即不适合阅读，也不适合编写，因此，往往还会在 PDL 外面再加一层标记语言，方便阅读和编写。而 TeX 就是这样一种标记语言。学习 TeX 时常见的如 LuaTeX、XeTeX 便是用来将 TeX 编译为页面描述语言的引擎，等价于我们在编译型语言中使用的编译器。
另外，TeX 引擎的输出往往是 DVI 格式，这是一种特殊的设备无关的页面描述语言1，不能嵌入字体和图像，因此，往往还需要某种 驱动 程序来将 DVI 转换为其他页面描述语言，比如 PostScript。
类比 TeX 和 C 语言的使用过程便是：
| TeX | C 语言 |
|---|---|
| 使用 TeX 编写文档 | 使用 C 语言编写源代码 |
| 使用 TeX 引擎将 TeX 编译为页面描述语言 DVI | 将 C 编译为汇编代码 |
| 使用 TeX 驱动将 DVI 转换为其他页面描述语言 | 将汇编代码编译为机器码 |
| 将页面描述语言作为 RIP 的输入生成最终结果 | 将机器码作为计算机的输入运行 |
3 字体相关
作为想要使用 LaTeX 的中文选手，避不开的一个问题就是中文的使用，虽然可以通过 CTEX 宏包解决中文问题，但还是需要理解一些字体相关的概念。
简单来说，就是我们编写的文档往往并没有直接定义文本和图像的表现形式，其中，文本的表现形式往往是存储在 字体文件 中的，而字体文件本身就是与页面排版系统密切相关的一种文件，理解是可以区分为三种层次：
- 编码层 - 通过索引定义了字符集，通过二进制编码定义了字符编码格式
- 格式层 - 定义了字形的描述方法和字体文件的存储格式
- 显示层 - 字体的外在表现形式
而编码层，对应的就是我们编写 TeX 文档时这一层，保存的文件便包含了字符的二进制编码，然后在编译时，可以通过对应的字体格式得到字体字形的描述，然后输出显示到屏幕上。
其中，早期的 LaTeX 引擎往往需要有字体文件对应的 tfm 文件才能使用该字体，但是，XeTeX 可以不需要 tfm 文件，因此，想简单点的话，写中文还是用 XeTeX 引擎好了。
参考：
4 相关问题
4.1 LaTeX 和 TeX 的区别是什么？
TeX 是一个由美国计算机教授高德纳2发明的标记语言（排版软件），通过各种命令来控制页面输出，比如：
Hello, World \bye % marks the end of the file; not shown in the final output
而 LaTeX 是一个通过 TeX 编写的宏包，提供了很多预设的模版和样式，能够让我们能够更加容易的编写文档，格式往往类似：
\documentclass[a4paper]{book} \begin{document} \section{ ... a title } \subsection{ ... a subtitle} %% Text goes here \end{document}
因此，LaTeX 和 TeX 之间的关系就像是 Java 语言和各种依赖包之间的关系一样，参考：
4.2 plain TeX 又是什么东西？
TeX 是一种标记语言，也是一种宏语言，当你制作了一些特别基础的宏，那么你可以将其发布为一个格式，plain TeX 便是高纳德创建的一种格式，LaTeX 则是现在使用的最为广泛的格式。
使用类似 XeLaTeX 的命令时其实便等价于 XeTeX -fmt=latex 的简写。
4.3 .cls 和 .sty 文件之间的区别
这两种文件没有本质上的区别，在 LaTeX 升级之前其实只有 .sty 这一种文件，因为，所有的 TeX 宏包某种程度上来说都是为了样式服务的，但是由于 LaTeX 中往往只会加载一个 documentclass，因此，后来单独分了一个后缀名 .cls 来存在 documentclass。
使用时，往往是通过 \documentclass{} 加载一个类文件，且只能加载一次，并通过 \usepackage{} 加载任意数量的其他宏包。
两者文件的编写原则：
- 如果一个命令是用来控制文档结构的，则应该放到类文件中，否则应该放到包文件中
- 如果一个命令可以被其他所有的文档使用，那么将这个命令放置到一个包中，如果不是，则将它放到一个类文件中
- 当一个命令使上述两条规则冲突的时候，优先考虑第一条规则。如
\section命令几乎在所有的文档中都使用，但因为其是用来控制文档结构的，我们将其放置到类文件中
参考：
4.4 如何在 LaTeX 中使用中文
在 LaTeX 中使用中文的简单方案是使用 CTEX 宏包和 xelatex 引擎，其中，CTEX 宏包提供了简便的 ctexart、ctexrep、ctexbook 和 ctexbemer 文档类，但是如果想使用其他的文档类的话，也可以单独使用 ctex 宏包。
\usepackage[UTF8]{ctex}
还可以通过 heading 选项开启中文风格的标题：
\usepackage[UTF8, heading = true]{ctex}
其中，CTEX 宏包会使用 CJK 字体集，CJK 的含义是中日韩统一表意文字在电脑的所有字体列表，参考：
4.5 命令和环境的区别
命令通常用来来控制 LaTeX 文档的行为，常见的格式为：
\commandname[optional argument]{main argument} % 多个参数 \multicolumn{number of columns joined}{alignment}{content}
还有一些命令可以不要参数：
\item Text being item content
环境是一种特殊的命令，也可以有参数和选项，常见格式为：
\begin{environmentname} content \end{environmentname}
参考：
5 结语
总的来说的话，LaTeX 本身的语法并不难，但是，学习的时候经常就是一堆概念糊到你脸上，让人有些措手不及。
希望，这次理清了一些概念后后续的学习能够轻松一点。