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layout: post
title: Latex简明教程
description: 对于许多偏学术性的场合下（例如你提交的论文，或者是理工科学生的大作业与课堂展示），一份编译的文件，更能让老师感受到你的用（Zhuang）心（Bi）
keywords: Latex简明教程, Latex
author: admin
date: 2023-08-27 12:42
category: 软件使用
tags: latex
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## 为什么要用 Latex

首先有一个日常问题：LaTeX和Word排版哪个更好？
我个人倾向的答案是，Word在直接使用上的学习成本更低，而LaTeX在后续进阶上所需花费的时间更短。

Word的一大优势是“所见即所得”，打出一个字或者是调整排版的某些参数的结果是立竿见影能直观看到的。
而LaTeX在每次调整完代码后，需要重新编译，等待一会后才能看到（自动编译的牛人当我没说）。

但要做出高水平的Word的排版难度在我看来是比LaTeX要难的多的。
Word的自由度很大，但对于细节的把握特别麻烦；LaTeX的规范性强很多，想实现啥效果对应的方案特别固定且容易实现，故而很多论文都会用它排版。我相信你打算学习，自然也或多或少的听过了它在公式排版方面的简约美观，而对于Word来说，除了它自带的垃垮的公式编译器以外，我能想到可以挽救它辅助工具就是MathType和AxMath了。
但无论如何，以上LaTeX和Word都是排版工具，真正的核心还是在于你的内容上~
当然，关于写文章，实际上还是Markdown最方便

## 安装Latex与配置环境

Tex、LaTex、TexLive、Texstudio之间的区别：

- Tex：是一种具有编译和排版功能的基础语言，其作用可以直接类比 C 语言。
- LaTex：LaTex是图灵奖得主Leslie Lamport博士在20世纪80年代初期开发的 Tex 的扩展版本，拥有多种宏包，能实现比 Tex 更多的功能。
- TexLive：是一种 Tex 语言的发行版本，就是相当于 C 语言的编辑（VisualC++），但是这种编辑器的操作方式比较复杂，需要在 cmd 中输入命令操作，没有软件界面，而 Texstudio 正好解决了这个问题。
- Texstudio: 一种软件相当于一个外壳，与 TexLive 连接使用，相当于给TexLive 带上一个外壳，工作原理还是 TExLive，编辑环境是在 Texstudio上。

使用 **LaTex** 这个房子，得先买下一个毛坯房（TexLive），再进行精装修（Texstudio）。

## 第一章 Latex框架和总体设置
### 1.1 框架
```latex
\documentclass[UTF8,a4paper,12pt]{ctexart}
\title{LaTeX入门教程}
\date{} %不显示时间

\begin{document}
\maketitle
中文内容
\end{document}
```
### 1.2 标题 section
#### 1.2.1 一级标题
```latex
\section{一级标题} % 有序号
\section*{一级标题} % 无序号
```
#### 1.2.2 二级标题
```latex
\subsection{二级标题} % 有序号
\subsection*{二级标题} % 无序号
```
#### 1.2.3 标题label
```latex
\section{System} % 章节标题
\label{sec:system} %标题的标签

\ref{sec:conclusions} %在正文中引用这个标题名
```
### 1.3 标题形式
```latex
% 章节序号 和 序号字体大小
\renewcommand{\thesection}{{\zihao{4} \chinese{section}.}} % 一.
\renewcommand{\thesubsection}{{\zihao{-4}\arabic{section}.\arabic{subsection}}} % 1.1

\arabic (1, 2, 3, ...)
\alph (a, b, c, ...)
\Alph (A, B, C, ...)
\roman (i, ii, iii, ...)
\Roman (I, II, III, ...)
\chinese (一，二，三，四，...)
```
### 1.4 字体字号
```latex
{\songti 你好} % 宋体
{\heiti 你好} % 黑体
\textbf{你好} % 加粗
```
```
{\zihao{4} 你好} % 四号字体
{\zihao{-4} 你好} % 小四号字体
```
### 1.5 行距
在导言部分
```latex
% 行距，单倍行距
\usepackage{setspace}
\setstretch{1}
1：单倍行距
1.2：1.5倍行距
1.6：2倍行距
```
或者
```latex
\linespread{1}
1：单倍行距
1.2：1.5倍行距
1.6：2倍行距
```

### 1.6 页眉页脚
```latex
% 页眉页脚
\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\fancyhf{}
\cfoot{\thepage} % 页脚居中写页码
\fancyhead[R]{\textbf{参赛队号 $\#\,6794$}} % 页脚写队名
```
### 1.7 图表公式的编号形式
```latex
% 图、表、公式的编号
\renewcommand{\thefigure}{\arabic{section}-\arabic{figure}} # 5-1
\renewcommand{\thetable}{\arabic{section}-\arabic{table}} # 5-1
\renewcommand{\theequation}{\arabic{section}-\arabic{equation}} # 5-1

% 单独一个图的引用
如图 \ref{Fig:character}所示 % 如图5-1所示
% 对多个图中的字图的引用
如图 \arabic{section}-\ref{Fig:character:a}所示 % 如图5-1(a)所示
```

### 1.8 字体
```latex
\textbf{字体} % 粗体
\textit{字体} % 斜体
\emph{重点} % 强调
```
### 1.9 颜色
```latex
\definecolor{Red}{RGB}{225,0,0}
\definecolor{Green}{RGB}{0,225,0}
\definecolor{Blue}{RGB}{0,0,225}


\textcolor{Red}{text}
\textcolor{Green}{text}
\textcolor{Blue}{text}
```
### 1.10 空格
```latex
\quad
\qquad
\,
\ (空格)
\/
```

## 第二章 插入图片

### 2.1 单个图片
```latex
% 添加包
% figure 1
\usepackage{graphicx}
\usepackage{float}

% 需要添加图片的地方
\begin{figure}[H] % 此处需要用到宏包 float
\centering % 图片居中
\includegraphics[width = 8.3cm]{figures/figure_1.png}
\caption{The caption of this figure.}
\label{fig:figure1label}
\end{figure}

% 在中文中需要引用图片的地方
如图 \ref{fig:figure1label} 所示
```

### 2.2 两个图片并列
#### 2.2.1 两个并排图片，单独标题

```latex
% 使用的宏包
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\end{minipage}
```
```latex
\begin{figure}[H]
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=6cm]{figures/butterfly.jpg}
\caption{left}
\label{Fig:left}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=6cm]{figures/butterfly.jpg}
\caption{right}
\label{Fig:right}
\end{minipage}
\end{figure}
```
#### 2.2.2 两个并排图片，单独小标题，共享大标题
```latex
% 使用宏包
\subfigure[小标题]{}
```
```latex
% 添加红包 \usepackage{subfigure}
\begin{figure}[H]
\subfigure[left]{
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=6cm]{figures/butterfly.jpg}
\label{Fig:left}
\end{minipage}
}
\subfigure[right]{
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=6cm]{figures/butterfly.jpg}
\label{Fig:right}
\end{minipage}
}
\caption{G1 after first step of algorithm.}
\end{figure}
```


## 第三章 插入表格
### 3.1 生成表格
```latex
\usepackage{booktabs} % 绘制三线表
```
```latex
\begin{table}[htp]
\centering
\caption{常用符号说明}
\begin{tabular*}{\textwidth}{@{\extracolsep{\fill}}ll}%表格两边顶格
\toprule
符号 & 说明 \\
\midrule
$s(x)$ & 径向基函数 \\
$I_1,I_2$ & 不同纹理特征的图像\\
\bottomrule
\end{tabular*}
\label{tab:symbol}
\end{table}
```
### 3.2 表格引用
```latex
如表格 \ref{tab:DH}所示。
```



## 第四章 数学公式

### 4.0 包
```latex
\usepackage{amsmath}
\usepackage{bm} % 数学公式中使用的黑体 \bm{R}
```
### 4.1 单个方程
```latex
\begin{equation}
y = ax+b
\end{equation}
```
### 4.2 方程组
```latex
% 左大括号
\begin{equation}
\begin{cases}
y_1 = a_1x + b_1\\
y_2 = a_2x + b_2
\end{cases}
\end{equation}

% 两个方程是一组(使用1个编号)，没有左大括号
\begin{equation}
\begin{gathered}
y_1 = a_1x + b_1\\
y_2 = a_2x + b_2
\end{gathered}
\end{equation}

% 两个方程是一组(使用1个编号)，有左大括号
\begin{equation}
\left \{
\begin{gathered}
y_1 = a_1x + b_1\\
y_2 = a_2x + b_2
\end{gathered}
\right .
\end{equation}
```
### 4.3 拆分单个公式
```latex
% 将一个长的公式分两行写
\begin{equation}
\begin{split}
y =& a + b + c\\
& + d + e
\end{split}
\end{equation}
```
### 4.4 分段函数
```latex
\begin{equation}
T=
\begin{cases}
0 & a<2\\
1 & a=2\\
3 & a>2
\end{cases}
\end{equation}
```

### 4.5 矩阵
```latex
\begin{equation}
\begin{bmatrix}
a & b\\
c & d
\end{bmatrix}
\end{equation}
```
### 4.6 分子分母
```latex
\begin{equation}
\frac{a+b}{c+d}
\end{equation}
```
### 4.7 希腊字母
```latex
# 小写希腊字母(大写希腊字母时，首字母大写即可)
\alpha
\beta
\gamma
\delta
\epsilon
\eta
\theta
\lambda
\mu
\sigma
\tau
\phi
\varphi
\chi
\psi
\omega
```
### 4.8 数学算子
```latex
\sum # 求和
\prod #乘积
\partial # 微分
\int # 积分
\iint # 二级积分
\iiint #三级积分
```

## 第五章

### 5.1 度
```latex
$90^{\circ}$
```
### 5.2 角
```latex
$\angle A = 90^{\circ}$
```
### 5.3 单引号，双引号

```latex
`单引号'
``双引号''
```
### 5.4 横杠
```latex
- % 连字符
-- % 数字范围
--- % 破折号
```
### 5.5 下划线
```latex
\underline{论文} % 单下划线
\uuline{论文} % 双下划线
```

## 第六章 列表

### 6.1 列表
```latex
% 列表里面嵌套列表
\begin{enumerate}
\item [1.] 大学
\begin{enumerate}
\item [1.1] 大一
\item [1.2] 大二
\item [1.3] 大三
\item [1.4] 大四
\end{enumerate}
\item [2.] 研究生
\end{enumerate}
```

## 第七章 插入代码
### 10.1 包
```latex
\usepackage{listings} % 插入代码的包
\usepackage{xcolor} %颜色包

\lstset{ %
language=Matlab, % the language of the code
basicstyle=\zihao{-4}, % the size of the fonts that are used for the code
numbers=left, % where to put the line-numbers
numberstyle=\tiny\color{gray}, % the style that is used for the line-numbers
stepnumber=1, % the step between two line-numbers. If it is 1, each line will be numbered
numbersep=5pt, % how far the line-numbers are from the code
backgroundcolor=\color{white}, % choose the background color. You must add \usepackage{color}
showspaces=false, % show spaces adding particular underscores
showstringspaces=false, % underline spaces within strings
showtabs=false, % show tabs within strings adding particular underscores
frame=single, % adds a frame around the code
rulecolor=\color{black}, % if not set, the frame-color may be changed on line-breaks within not-black text (e.g. commens (green here))
tabsize=2, % sets default tabsize to 2 spaces
captionpos=b, % sets the caption-position to bottom
breaklines=true, % sets automatic line breaking
breakatwhitespace=false, % sets if automatic breaks should only happen at whitespace
title=\lstname, % show the filename of files included with \lstinputlisting;
% also try caption instead of title
keywordstyle=\color{blackred}, % keyword style
commentstyle=\color{dkgreen}, % comment style
stringstyle=\color{MidnightBlue}, % string literal style
escapeinside={\%*}{*)}, % if you want to add LaTeX within your code
morekeywords={*,...}, % if you want to add more keywords to the set
escapechar=`, % 中文注释
columns=flexible % 非等款输出
}
```

### 10.2 代码
```latex
% 先定义颜色
\definecolor{dkgreen}{rgb}{0,0.6,0}
\definecolor{gray}{rgb}{0.5,0.5,0.5}
\definecolor{MidnightBlue}{RGB}{25,25,112}
\definecolor{blackred}{RGB}{199,21,133} % 关键字颜色

% 代码
\begin{lstlisting}[language = Matlab]
function [W, Z, mu, mse] = pcaEm(X, m)
% Perform EM-like algorithm for PCA (by Sam Roweis).
% Input:
% X: d x n data matrix
% m: dimension of target space
% Output:
% W: d x m weight matrix
% Z: m x n projected data matrix
% mu: d x 1 mean vector
% mse: mean square error
% Reference:
% Pattern Recognition and Machine Learning by Christopher M. Bishop
% EM algorithms for PCA and SPCA by Sam Roweis
% Written by Mo Chen ([email protected]).
d = size(X,1);
mu = mean(X,2);
X = bsxfun(@minus,X,mu);
W = rand(d,m);

tol = 1e-6;
mse = inf;
maxIter = 200;
for iter = 1:maxIter
Z = (W'*W)\(W'*X); % 12.58
W = (X*Z')/(Z*Z'); % 12.59

last = mse;
E = X-W*Z;
mse = mean(dot(E(:),E(:)));
if abs(last-mse) end
fprintf('Converged in %d steps.\n',iter);
s = 'hello,world!'; % `中文注释`
\end{lstlisting}
```