如何写出一个结构化的LaTeX文档
\(\)

文章结构 #

了解了如何输入文字内容后，我们可以尝试写出一个结构化的$\LaTeX$文档。

flowchart LR A(内容) --> B(开端) A --> C(正文) A --> D(结尾) B --> E(标题) B --> F(前言) B --> G(目录) C --> H(章, 节, 小节) H --> I(章节内容) D --> J(附录) D --> L(参考文献) D --> M(索引)

以上仅为示意图，可根据实际需要增加或删减部分。

标题 #

$\LaTeX$支持生成简单的标题页。

需要在导言区提供标题、作者和日期信息：

\documentclass{article}
...
\title{标题\thanks{致谢}}
\author{
	作者A\thanks{its@pku.edu.cn} 
	\and 
	作者B\thanks{通讯作者}
}
\date{日期}
\begin{document}
	\maketitle
	...
\end{document}

其中前两个命令是必须的(不用\title会报错；不用\author会警告)，而\date可选，不使用时默认为\today(生成当前日期)。

\title和\author可以使用\thanks命令来添加致谢信息，会像脚注一样出现在页面下方。 此外\author的参数可以使用\and来并列多个作者。

在信息给定后，就可以在正文区插入标题页：\maketitle。

目录与章节 #

一篇结构化、条理清晰的文档一定是层次分明的，可以通过命令分割为章、节、小节等：

\begin{document}
\chapter{chapter 1}
	\section{section 1.1}
		\subsection{subsection 1.1.1}
			\subsubsection{subsubsection 1.1.1.1}
				\paragraph{title}
				内容
					\subparagraph{subtitle}
					内容
				...
	\section{section 1.2}
	...
\chapter*{chapter 2}
...
\end{document}

其中\chapter仅在report和book文档类有定义。这些命令会生成标题并自动编号。 此外$\LaTeX$还提供了\part指令，用来将文档分割为大块，但不影响章节的编号。

章节命令还会在目录中添加条目。每个章节命令有两个变体：

\section[short]{title}
% 以及
\section*{title}

前者会在目录添加短标题，后者标题无编号，也不生成目录项。

在正文部分使用命令\tableofcontents会生成目录页。

注意事项：可能需要多次编译以使目录正常显示。

章节层级 #

$\LaTeX$标准文档类对章节划分了层级：

  • 在article中part为0，section为1，依此类推；

  • 在report/book中part为-1，chapter为0，section为1，依此类推

secnumdepth计数器控制编号深度，在article中默认值为3，在report/book中默认值为2。$\LaTeX$会将深度不大于secnumdepth的章节进行标号。

tocdepth计数器控制目录深度，与secnumdepth默认值相同。

我们可以通过命令\setcounter{secnumdepth}{n}来将secnumdepth计数器的值设置为n， 如\setcounter{secnumdepth}{5}会给全体章节标号， 而\setcounter{tocdepth}{-1}在article中会不显示章节目录，在report/book中会仅显示part部分。

章节计数器 #

如果我们需要修改章节的计数，以section为例， 可以使用命令\setcounter{section}{n}，如

\begin{document}
\setcounter{section}{-2}
\section{section} % -1
\section*{section} % null
\setcounter{section}{10}
\section*{section} % null
\section{section} % 11
\section{section} % 12
\end{document}

文档结构的划分 #

所有标准文档类都提供了\appendix命令将正文和附录分开1。 在\appendix以后最高一级章节使用拉丁字母编号，从A开始。

此外，book文档类还提供了前言、正文、后记结构的划分命令：

  • frontmatter：前言部分，页码使用小写罗马数字；\chapter不编号
  • mainmatter：正文部分，页码使用阿拉伯数字；\chapter正常编号
  • backmatter：后记部分，页码使用阿拉伯数字；\chapter不编号

以上命令可以与\appendix共同使用，生成有前言、正文、附录、后记的文档。

脚注与边注 #

使用\footnote命令可在页面底部生成一个脚注，如：

源代码 # 

j'en ai découvert une démonstration véritablement merveilleuse. 
\footnote{cette marge est trop étroite pour contenir.}

编译结果 #

j’en ai découvert une démonstration véritablement merveilleuse. 1

  1. cette marge est trop étroite pour contenir. ↩︎

在一些环境内(如表格环境)使用\footnote无法正确生成脚注，我们可以分两步进行：

  1. 在原地使用\footnotemark计数

  2. 在合适的位置用\footnotetext生成脚注

使用\marginpar[left-margin]{right-margin}可以生成边注。 如果仅给定{right-margin}，则边注在奇偶页相同； 否则奇数页使用right-margin，偶数页使用left-margin。

注意事项：边注较窄，建议不要写过多文字。可以使用\footnotesize等命令设置较小的字号。

引用与链接 #

引用是$\LaTeX$强大排版功能的体现之一。

在章节、公式、图表、定理等位置都支持引用。 使用\label{label-name}命令后， 在别处可以使用\ref{lable-name}生成引用的编号，或是\pageref{label-name}生成页码。

以下是一个例子：

源代码 # 

A reference to this subsection
\label{sec:this} looks like:
``see section~\ref{sec:this} on
page~\pageref{sec:this}.''

编译结果 #

A reference to this subsection looks like: “see section 3.3 on page 22.”

(数字为样例)

注意事项：可能需要多次编译以生成正确交叉引用。

\label命令的使用位置为：

  • 章节标题：在下一个章节标题前的任意位置
  • 行间公式：在每一行公式的任意位置
  • 有序列表：在的任意位置
  • 图表标题：紧接图表标题
  • 定理环境：在环境内任意位置

注意事项：label仅对记编号的命令形式生效。

使用超链接 #

电子文档最实用的需求之一就是超链接功能。$\LaTeX$中实现这一功能的是hyperref宏包。

hyperref宏包会将目录、引用、脚注、索引、参考文献等封装为超链接， 这也使其与其它宏包发生冲突的可能性增加。 为减少可能的冲突，习惯上将hyperref宏包放在其它宏包之后调用。

hyperref宏包使用\hypersetup配置参数。参数也可以作为选项在调用时指定：

\hypersetup{key1 = value1, ...}
% or
\usepackage[key1 = value1, ...]{hyperref}

以下是常用的参数设置：

参数 默认值 描述
colorlinks false true：链接文字带颜色；false：加上带颜色的边框
linkcolor red 一般内部链接颜色
citecolor green 文献引用颜色
urlcolor magenta 网页地址颜色

更多参数见其文档。此外也可以访问网页版的文档。

使用hyperref宏包后，所有引用、参考文献、索引等都转化为超链接，也可以使用命令

\hyperref[label]{text}

来指定链接文字的样式，这里[]为必填项。

宏包提供了直接书写超链接的指令，如：

源代码 # 

\url{https://www.wikipedia.org}
% or
\nolinkurl{https://www.wikepedia.org}
% or
\href{https://www.wikipedia.org}{Wikipedia}

编译结果 #

https://www.wikipedia.org

https://www.wikipedia.org(无跳转)

Wikipedia

参考文献 #

$\LaTeX$提供的参考文献和引用方式比较原始，需要用户自行书写参考文献列表，此处不介绍。 我们介绍两种方式。 bibtex数据库和biblatex宏包

BIB$\TeX$数据库 #

BIB$\TeX$是目前最流行的参考文献数据组织格式之一。它的出现使我们摆脱手写参考文献条目的麻烦。我们还可以通过参考文献样式的支持，使同一份数据库生成不同样式的文献列表。

BIB$\TeX$以.bib为扩展名，内容使若干条文献条目，每个条目的格式为：

@type{citation,
	key1 = {value1},
	key2 = {value2},
	keyn = {valuen}
}

例如

@book{knuth1984texbook,
  title={The texbook},
  author={Knuth, Donald Ervin and Bibby, Duane},
  volume={15},
  year={1984},
  publisher={Addison-Wesley Reading}
}

BIB$\TeX$提供了几个预定义的样式，如plain, unsrt, alpha等，如果需要使用期刊模板的话，可能会提供自用样式。样式文件以.bst为扩展名。

使用样式文件的方法为\bibliographystyle{name}，其中name为样式文件的名称，不要带扩展名。

如何获取文献数据 #

多数时候我们不必手写BIB$\TeX$文献条目， 这是因为主流的文献数据库大都有简单的获取BIB$\TeX$文献条目的方式。

如Google Scholar在每篇文献底下的引用->BibTeX存有文献条目。

北京大学图书馆每篇文献右边的引用->导出为BibTeX可以下载bib格式的数据库。

完整的文献引用样例 # 

% main.tex
\documentclass{article}
\bibliographystyle{plain}
\begin{document}
\section{section 1}
Some excellent books, for example, \cite{knuth1984texbook}.

\bibliography{books} % books.bib
\end{document}

在文件写好后，我们可以开始编译，命令如下：

$ xelatex main
$ bibtex main
$ xelatex main
$ xelatex main

biblatex宏包 #

biblatex宏包是基于$\LaTeX$宏命令的参考文献解决方案， 提供便捷的格式控制和强大的排序、分类、筛选、多文献表等功能。

因其对UTF-8和中文参考文献的良好支持，被国内较多$\LaTeX$模板采用。

使用方式如下：

  1. 在导言区调用biblatex宏包。宏包支持以key = value形式指定参数，包括文献样式、排序规则等。

  2. 在其后导言区使用\addbibresource命令引入参考文献数据库，与BIB$\TeX$传统方式不同的是，需要写完整的文件名。

  3. 在正文使用\cite命令引用参考文献。此外可用\citeauthor, \citeyear等单独引用作者与年份，也可用\footcite以脚注式引用。

  4. 在需要排版参考文献的位置使用\printbibliography

biblatex自带的常用样式有authoryear, authortitle, verbose, gb7714-2015, ieee等。

以下是一个样例

% main.tex
\documentclass{article}
\usepackage[style=gb7714-2015]{biblatex}
\addbibresource{books.bib}
\begin{document}
\section{section 1}
Some excellent books, for example, \cite{knuth1984texbook}.

\printbibliography
\end{document}

与BIB$\TeX$传统方式不同的是，biblatex使用biber程序处理参考文献，命令如下：

$ xelatex main
$ biber main
$ xelatex main
$ xelatex main

索引 #

书籍和大文档通常用索引来归纳关键词，方便用户查询。$\LaTeX$借助makeindex程序完成对索引的排版。

添加索引需要在导言区调用makeidx宏包，并使用\makeindex命令开启索引收集。·

\usepackage{makeidx}
	\makeindex

添加索引项的命令为\index{index-entry}，常用写法如下：

类型 样例 索引项
一级索引 test test, 1
二级索引 test!sub  $\text{sub}$, 3
三级索引 test!sub!subsub   $\text{subsub}$, 5
格式化索引 Mobius@\""obius $\text{M\"obius}$, 7
alpha@$\alpha$ $\alpha$, 9
bold@\textbf{bold} $\textbf{bold}$, 11
页码范围 morning|( $\text{morning}$, 6-7
morning|)

其中!, @, |为特殊字符，使用"转义，而"使用""输出。索引至多三级，以上命令可组合使用。

在需要输出索引的地方(如正文区末尾)使用\printindex命令。

编译命令如下：

$ xelatex main % 生成索引记录文件main.idx
$ makeindex main.idx % 生成索引文件main.ind
$ xelatex main % 生成索引列表

详情可以查看makeindex宏包的文档。

使用\include和\input组织文件 #

当$\TeX$文档比较复杂(或是比较长)时，单个源文件的修改、校对、编译会变得十分困难。 此时，将源文件分割为若干子文件，如将每章内容单独写在一个文件中，会极大地简化工作。

$\LaTeX$提供两个命令\include和\input以在源代码中插入文件：

\include{filename}
%
\input{filename}

若引入文件和主文件不在同一个目录中，则要使用相对或绝对路径，见使用本地字体。

两个命令各有特点：

  1. \include会在读入文件前另起一页，\input则不会。

  2. 在被\include引用的文件中不能再次使用\include命令(包括被\input包含的文件)；而\input可以任意使用，相当于直接在文件中插入被引用的文件。

  3. 在导言区使用指令\includeonly{filename1, filename2, ...}可以仅载入指定文件。

以下是一个使用\include和\input文件树结构示例：

% main.tex
\documentclass{book}
\include{header}
\begin{document}
\include{part1}
\include{part2}
\appendix
\include{appendix}
\end{document}

% part1.tex
\part{Part I}
\input{chapter1}
\input{chapter2}

% part2.tex
\part{Part II}
\input{chapter3}
\input{chapter4}

标准文档类的主文件样例 #

article # 

\documentclass{article}

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

\begin{document}
	\maketitle
	\begin{abstract}
		...
	\end{abstract}
	\tableofcontents
	\include{section1}
	\include{section2}
	\appendix
	\include{appendix}
	\bibliography{books}
\end{document}

book # 

\documentclass{book}

\usepackage{makeidx}
	\makeindex

\usepackage[style=gb7714-2015]{biblatex}
	\addbibresource{bibliography.bib}

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

\begin{document}
\frontmatter
	\maketitle
	\include{preface}
	\tableofcontents
\mainmatter
	\include{chapter1}
	\include{chapter2}
	...
	\appendix
	\include{appendixA}
	...
\backmatter
	\include{epilogue}
	\printbibliography
	\printindex
\end{document}

  1. 部分文档可能采用\begin{appendix}...\end{appendix}的写法，效果相同，但并不规范。 ↩︎