LaTeX简介

TeX 和 LaTeX

关于 TeX

TeX 系统是由美国的 Donald E.Knuth 教授研制的计算机排版软件系统。Knuth 为其研制的排版软件命名为 TeX,取意于希腊词根τϵχ\tau\epsilon\chi,因此名称中的 X 应读 χ\chi 的音,即 TeX 的发音为 |tex| (|x|的发音类似于汉语的 h)或 |tek| 而不是 |teks|,这也使得该软件的名称在外形和读音上不同于另一个软件 TEX。在纯文本环境中,通常将其写成 TeX。

关于 LaTeX

LaTex(拉泰赫)是一种基于 TeX 的排版系统,由美国计算机学家莱斯利兰伯特( Leslie Lamport)在 20 世纪 80 年代初期开发,利用这种格式,即使使用者没有排版和程序设计的知识也可以充分利用由 Tex 所提供的强大功能,能在几天甚至几小时内生成具有书籍质量的印刷品。对于生成复杂表格和数学公式, LaTeX 表现得尤为突出,因此它非常适用于生成高印刷质量的科技类和数学类文档。该系统同样适用于生成从简单的信件到完整书籍的所有其他种类的文档。

TeX 在不同的硬件和操作系统上有不同的实现版本。就像 C 语言在不同的操作系统中有不同的编译系统,如 Linux 下的 gc, Windows 下的 Visua C++ 等。有时,一种操作系统里也会有好几种 TeX 系统。目前常见的 Unix/Linux 下的 TeX 系统是 teTeX, Windows 下则有 MiKTeX 和 fpTeX。CTeX 是 TeX 中文套装的简称,是把 MiKTeX 和一些常用的相关工具(如 Gsview, Winedt 等)包装在一起制作的一个简易安装程序,并对其中的中文支持部分进行了配置,使得安装后马上就可以使用中文系统。

LaTeX 的优点

排版质量高,数学式精美

论文的排版质量体现在对版面尺寸的严格控制,对字距、词距、行距和段距等字符果对某间距松紧适中的掌握,对数学式的精确细致设计,对表格和插图的灵活处理等。LaTeX 最擅长的就是数学式排版,其方法简单直观,排版效果精致细,数学式越复杂,这一特点就越明显。LaTeX 系统可以为公式自动排序,公式的字体、序号的技术形式和位置等既可由作者设定,也可交给 LaTeX 按照常规方式处理。

格式自动处理

LaTeX 将文稿的内容处理与格式处理分离,作者只要选定文稿的类型,就可专心致志地写文章了,论文格式的各种细节都由 LaTeX 统一规划设置,而且非常周到、细致和严谨;当修改文稿时,其中的章节、图标和位置都可以任意调整,无需考虑序号问题,因为在源文件里就没有序号,论文中的所有序号都是在最后编译时由 LaTeX 自动统一编排添加的,所以绝对不会出错。如果对格式有特殊要求,也可使用命令修改, LaTeX 会自动将相关设置更新,无一遗漏。

接受 LaTeX 的出版社大都有自己的稿件格式模板,主要就是一个文档类型文件,简称文类。如果稿件未被甲出版社采用,在转投乙出版社之前,只需将稿件的第一条命令一文档类型命令中的文类名称一一由甲出版社改为乙出版社,整篇稿件的格式就会自动转换过来,这一功能为作者节省了不少时间。

创建参考文献

Word 目前还不具备管理参考文献的功能,用户一般都是借助第三方软件等外部工具解决这一问题,而创建参考文献则是 LaTeX 的强项。LaTeX 自带一个辅助程序 BibTeX,它可以根据作者的检索要求,搜索一个或多个文献数据库,然后自动为文稿创建所需的参考文献条目列表。当编写其他文件用到相同的参考文献时,可直接引用这个数据库。参考文献的样式和排序方式都可以自行设定。

可扩充性

用户可以像搭积木那样对 LaTeX 进行功能扩充或添加新的功能。例如,加载一个 CJK 宏包就可以处理中文,调用 eucal 宏包可将数学公式中的字符改为欧拉书写体;如果对某个宏包效果不太满意,完全可以打开它进行修改,甚至照葫芦画瓢自己写一个。这些可附加的宏包文件绝大多数都可从 CTAN 等网站免费下载。

因为设计的超前性, TeX\LaTeX 程序系统几十年来没有什么改动,而且由于它的可扩充性,LaTeX 将永葆其先进性,也就是说,学习和使用 LaTeX 永远不会过时。

稳定性和安全性

篇科技论文少则几十页,多则上百页,其中含有许多图形和公式。Word“所见即所得”的特性,使得论文中的图形都要完整地插入页面,随着文件的篇幅增大、图形数量增多,处理速度就会明显减慢。编写一篇论文要无数次地打开、保存和关闭文件,往往要等待很长时间甚至死机或无法打开文稿,所以 Word 经常出现“文件恢复”提示信息,但其中的图形很有可能丢失,取而代之的是一个红色的“×”。将文件分解为多个子文件可以缓解这一问题,但又会出现难以自动创建目录、索引和参考文献等新问题;若章节、图表和公式需要在子文件之间调换调整,就会导致编号混乱。 LaTeX 是纯文本文件,所有图形都是在最后编译时调入。同一篇文章,其 LaTeX 源文件只有 Word 文件尺寸的几十分之ー。 LaTeX 源文件的长短,不会对文件存取和编辑过程产生明显影响。

LaTeX 也允许采用多个子文件,章节和图表可随意增删, LaTeX 是在最后编译时才将所有子文件汇总排序,生成统一的文件页码、标题序号、图表和公式编号以及各种目录。

版本兼容性强,通用性强

十几年里,Word 已有多种版本,每个版本只能向下兼容,旧文件在新版本中打开时,经常出现字形和文本位置变动等问题。二十年来, Alex 也有几种版本,但各版本可相
互兼容,旧文件在新版本中打开时,文本不会有丝毫的变形,而且还可以继续追加新的功能。

随着计算机软、硬件性能的提高,在 PC 上使用 Unix/Linux、 Mac OS 或其他操作系统的用户越来越多。由于 LaTeX 系统的程序源代码是公开的,因此人们开发了用于各种操作系统的版本,而且 LaTeX 源文件全部采用国际通行的 ASCII 字符,所以 LaTeX 及其源文件可以毫无阻碍地跨平台、跨系统使用和传播。而 Word 只能在 Windows 操作系统上运行。

免费使用

TeX 和它的继承者 LaTeX 都是免费开源软件。

与 word 相比, LaTeX 的缺点

LaTeX 起点门槛高,初学者投入精力太大

Word 是目前常用的排版系统,它和 LaTeX 是两种不同类型的文本编辑处理系统,各有所长,如果要对文字编辑性能和使用便捷程度等作综合评比,Word 明显优于 LaTeX,仅“所见即所得”一项,Word 就会赢得绝大多数用户,但要仅限定在学术报告和科技论文方面,评比结果就不同了。

初学者很容易掌握 Word 基本功能,很多 Word 用户都是无师自通。但随着篇幅和复杂程度的增加,用户花费在文稿格式上的精力和时间要明显加大,因为创建自定义编号、交叉引用、索引和参考文献等并不是“所见即所得”,需要反复查阅 Word 的在线帮助或借助相关软件帮忙。

对于 LaTeX 初学者,即使是编排很简单的文章,也要花较多的精力和时间去学习那些枯燥的命令和语法,特别是在排写数学公式时,经常出错,多次编译不能通过。可是当用户熟练掌握 LaTeX 之后,不论文稿长短和复杂与否,都能熟练、迅速地完成,先前学习 LaTeX 的精力投入将由此得到回报。

在这样鲜明的目标差异下,功能上的差异也是不言而明的,它们都能轻松完成一些对方很难完成的工作。例如,可以在 Word 里面拖着一个图片到处移动,调整它的位置、角度、环绕方式,而 TeX 要实现这样的功能是很复杂也很受限的:在 TeX 中可以轻易控制每段话能不能在第一行后分页,能不能在最后一行分页,能不能在一个单词中间的连字符处分页,在 Word 中对这种要求几乎毫无办法。Word 是以易用性著称的字处理软件,目标用户是办公室的文档编写人员,用来写商业企划、会议记录、公务信函、内部手册、年度报告、个人计划等。虽然也有人用它排版书籍,但其细节控制力差,效果通常都不好。

LaTeX 可视性差

可性视差继承自 TeX 本身的缺点,包括排版功能的局限和语言结构的落后。虽然有很多命令可以通过单击按钮或菜单生成,但距可视化还有很大差距。当发生错误时,系统只给出一些原则性的提示,具体问题需靠自己分析判断,不仅要用眼,更要用脑,所以 LaTeX 也被形容为“所思即所得”(What you think is what you get)方面功能的局限。当然,这里面列举的各种问题,Word 大多也处理不好。

LaTeX 需求有限、发展受限

LaTeX 在学术圈外极少被使用,所以商务信函、年度报表之类的模板很难一见,因此缺少大量的需求和人力资金投入,所以发展较慢。

本文作者: 旌旗
原文链接: https://seekzzh.site/latex-introduction/
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