LaTeX簡介

TeX 和 LaTeX

關於 TeX

TeX 系統是由美國的 Donald E.Knuth 教授研製的計算機排版軟件系統。Knuth 爲其研製的排版軟件命名爲 TeX,取意於希臘詞根τϵχ\tau\epsilon\chi,因此名稱中的 X 應讀 χ\chi 的音,即 TeX 的發音爲 |tex| (|x|的發音類似於漢語的 h)或 |tek| 而不是 |teks|,這也使得該軟件的名稱在外形和讀音上不同於另一個軟件 TEX。在純文本環境中,通常將其寫成 TeX。

關於 LaTeX

LaTex(拉泰赫)是一種基於 TeX 的排版系統,由美國計算機學家萊斯利蘭伯特( Leslie Lamport)在 20 世紀 80 年代初期開發,利用這種格式,即使使用者沒有排版和程序設計的知識也可以充分利用由 Tex 所提供的強大功能,能在幾天甚至幾小時內生成具有書籍質量的印刷品。對於生成複雜表格和數學公式, LaTeX 表現得尤爲突出,因此它非常適用於生成高印刷質量的科技類和數學類文檔。該系統同樣適用於生成從簡單的信件到完整書籍的所有其他種類的文檔。

TeX 在不同的硬件和操作系統上有不同的實現版本。就像 C 語言在不同的操作系統中有不同的編譯系統,如 Linux 下的 gc, Windows 下的 Visua C++ 等。有時,一種操作系統裏也會有好幾種 TeX 系統。目前常見的 Unix/Linux 下的 TeX 系統是 teTeX, Windows 下則有 MiKTeX 和 fpTeX。CTeX 是 TeX 中文套裝的簡稱,是把 MiKTeX 和一些常用的相關工具(如 Gsview, Winedt 等)包裝在一起製作的一個簡易安裝程序,並對其中的中文支持部分進行了配置,使得安裝後馬上就可以使用中文系統。

LaTeX 的優點

排版質量高,數學式精美

論文的排版質量體現在對版面尺寸的嚴格控制,對字距、詞距、行距和段距等字符果對某間距鬆緊適中的掌握,對數學式的精確細緻設計,對錶格和插圖的靈活處理等。LaTeX 最擅長的就是數學式排版,其方法簡單直觀,排版效果精緻細,數學式越複雜,這一特點就越明顯。LaTeX 系統可以爲公式自動排序,公式的字體、序號的技術形式和位置等既可由作者設定,也可交給 LaTeX 按照常規方式處理。

格式自動處理

LaTeX 將文稿的內容處理與格式處理分離,作者只要選定文稿的類型,就可專心致志地寫文章了,論文格式的各種細節都由 LaTeX 統一規劃設置,而且非常周到、細緻和嚴謹;當修改文稿時,其中的章節、圖標和位置都可以任意調整,無需考慮序號問題,因爲在源文件裏就沒有序號,論文中的所有序號都是在最後編譯時由 LaTeX 自動統一編排添加的,所以絕對不會出錯。如果對格式有特殊要求,也可使用命令修改, LaTeX 會自動將相關設置更新,無一遺漏。

接受 LaTeX 的出版社大都有自己的稿件格式模板,主要就是一個文檔類型文件,簡稱文類。如果稿件未被甲出版社採用,在轉投乙出版社之前,只需將稿件的第一條命令一文檔類型命令中的文類名稱一一由甲出版社改爲乙出版社,整篇稿件的格式就會自動轉換過來,這一功能爲作者節省了不少時間。

創建參考文獻

Word 目前還不具備管理參考文獻的功能,用戶一般都是藉助第三方軟件等外部工具解決這一問題,而創建參考文獻則是 LaTeX 的強項。LaTeX 自帶一個輔助程序 BibTeX,它可以根據作者的檢索要求,搜索一個或多個文獻數據庫,然後自動爲文稿創建所需的參考文獻條目列表。當編寫其他文件用到相同的參考文獻時,可直接引用這個數據庫。參考文獻的樣式和排序方式都可以自行設定。

可擴充性

用戶可以像搭積木那樣對 LaTeX 進行功能擴充或添加新的功能。例如,加載一個 CJK 宏包就可以處理中文,調用 eucal 宏包可將數學公式中的字符改爲歐拉書寫體;如果對某個宏包效果不太滿意,完全可以打開它進行修改,甚至照葫蘆畫瓢自己寫一個。這些可附加的宏包文件絕大多數都可從 CTAN 等網站免費下載。

因爲設計的超前性, TeX\LaTeX 程序系統幾十年來沒有什麼改動,而且由於它的可擴充性,LaTeX 將永葆其先進性,也就是說,學習和使用 LaTeX 永遠不會過時。

穩定性和安全性

篇科技論文少則幾十頁,多則上百頁,其中含有許多圖形和公式。Word“所見即所得”的特性,使得論文中的圖形都要完整地插入頁面,隨着文件的篇幅增大、圖形數量增多,處理速度就會明顯減慢。編寫一篇論文要無數次地打開、保存和關閉文件,往往要等待很長時間甚至死機或無法打開文稿,所以 Word 經常出現“文件恢復”提示信息,但其中的圖形很有可能丟失,取而代之的是一個紅色的“×”。將文件分解爲多個子文件可以緩解這一問題,但又會出現難以自動創建目錄、索引和參考文獻等新問題;若章節、圖表和公式需要在子文件之間調換調整,就會導致編號混亂。 LaTeX 是純文本文件,所有圖形都是在最後編譯時調入。同一篇文章,其 LaTeX 源文件只有 Word 文件尺寸的幾十分之ー。 LaTeX 源文件的長短,不會對文件存取和編輯過程產生明顯影響。

LaTeX 也允許採用多個子文件,章節和圖表可隨意增刪, LaTeX 是在最後編譯時纔將所有子文件彙總排序,生成統一的文件頁碼、標題序號、圖表和公式編號以及各種目錄。

版本兼容性強,通用性強

十幾年裏,Word 已有多種版本,每個版本只能向下兼容,舊文件在新版本中打開時,經常出現字形和文本位置變動等問題。二十年來, Alex 也有幾種版本,但各版本可相
互兼容,舊文件在新版本中打開時,文本不會有絲毫的變形,而且還可以繼續追加新的功能。

隨着計算機軟、硬件性能的提高,在 PC 上使用 Unix/Linux、 Mac OS 或其他操作系統的用戶越來越多。由於 LaTeX 系統的程序源代碼是公開的,因此人們開發了用於各種操作系統的版本,而且 LaTeX 源文件全部採用國際通行的 ASCII 字符,所以 LaTeX 及其源文件可以毫無阻礙地跨平臺、跨系統使用和傳播。而 Word 只能在 Windows 操作系統上運行。

免費使用

TeX 和它的繼承者 LaTeX 都是免費開源軟件。

與 word 相比, LaTeX 的缺點

LaTeX 起點門檻高,初學者投入精力太大

Word 是目前常用的排版系統,它和 LaTeX 是兩種不同類型的文本編輯處理系統,各有所長,如果要對文字編輯性能和使用便捷程度等作綜合評比,Word 明顯優於 LaTeX,僅“所見即所得”一項,Word 就會贏得絕大多數用戶,但要僅限定在學術報告和科技論文方面,評比結果就不同了。

初學者很容易掌握 Word 基本功能,很多 Word 用戶都是無師自通。但隨着篇幅和複雜程度的增加,用戶花費在文稿格式上的精力和時間要明顯加大,因爲創建自定義編號、交叉引用、索引和參考文獻等並不是“所見即所得”,需要反覆查閱 Word 的在線幫助或藉助相關軟件幫忙。

對於 LaTeX 初學者,即使是編排很簡單的文章,也要花較多的精力和時間去學習那些枯燥的命令和語法,特別是在排寫數學公式時,經常出錯,多次編譯不能通過。可是當用戶熟練掌握 LaTeX 之後,不論文稿長短和複雜與否,都能熟練、迅速地完成,先前學習 LaTeX 的精力投入將由此得到回報。

在這樣鮮明的目標差異下,功能上的差異也是不言而明的,它們都能輕鬆完成一些對方很難完成的工作。例如,可以在 Word 裏面拖着一個圖片到處移動,調整它的位置、角度、環繞方式,而 TeX 要實現這樣的功能是很複雜也很受限的:在 TeX 中可以輕易控制每段話能不能在第一行後分頁,能不能在最後一行分頁,能不能在一個單詞中間的連字符處分頁,在 Word 中對這種要求幾乎毫無辦法。Word 是以易用性著稱的字處理軟件,目標用戶是辦公室的文檔編寫人員,用來寫商業企劃、會議記錄、公務信函、內部手冊、年度報告、個人計劃等。雖然也有人用它排版書籍,但其細節控制力差,效果通常都不好。

LaTeX 可視性差

可性視差繼承自 TeX 本身的缺點,包括排版功能的侷限和語言結構的落後。雖然有很多命令可以通過單擊按鈕或菜單生成,但距可視化還有很大差距。當發生錯誤時,系統只給出一些原則性的提示,具體問題需靠自己分析判斷,不僅要用眼,更要用腦,所以 LaTeX 也被形容爲“所思即所得”(What you think is what you get)方面功能的侷限。當然,這裏面列舉的各種問題,Word 大多也處理不好。

LaTeX 需求有限、發展受限

LaTeX 在學術圈外極少被使用,所以商務信函、年度報表之類的模板很難一見,因此缺少大量的需求和人力資金投入,所以發展較慢。

本文作者: 旌旗
原文鏈接: https://seekzzh.site/latex-introduction/
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