LaTex 坑与经验
2020-05-26 阅读量： # LaTeX # 软件

本文将会介绍笔者在完成毕业设计（论文）中遇到的一些坑以及发现的可以提高效率的方法。笔者将会以提问+回答的方式来行文。本文面向具有一定 LaTeX 经验的用户，如果您第一次听说/接触 LaTeX，不妨移步文章末尾，在末尾处提供了许多优秀/经典的 LaTeX 入门教材。

广告时间：如果碰巧你也是工大的学生，在做毕业设计（论文）的时候不妨试试增强版的 hithesis

LaTeX 应该怎么读？

LaTeX, which is pronounced «Lah-tech» or «Lay-tech» (to rhyme with «blech» or «Bertolt Brecht»), is a document preparation system for high-quality typesetting.

LaTeX 如何拼写？

  • LaTeX
  • latex
  • LaTex
  • ...

有什么趁手的编辑器吗？

  • VSCode
  • LaTeX Workshop

为什么我插入的表格/图片没有乖乖呆在我插入的地方呢？

导致这个问题的原因是 LaTeX 的浮动体以及其复杂的布局算法。

解决方案是：

  1. 忘记在 word 中的 如下图、如上表 的说法，而是使用 \label 与 \ref 的方式来引用表格/图片。
  2. 不去管它们，布局在哪儿就是哪儿，拥抱 LaTeX 的浮动体布局算法。

为什么我编译输出的 PDF 的目录是的空的/不正确？

你可能需要多编译几次。

常见的编译方案如：

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xelatex main.tex
bibtex main
xelatex main.tex
xelatex main.tex

在 hithesis 中，编译方案为：

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xelatex main.tex
bibtex main
xelatex main.tex
xelatex main.tex
splitindex main -- -s hithesis.ist
xelatex main.tex

为什么我输入了 xelatex .\main.tex 却报错了？

如果你使用 Windows 系统在编译时却遇到如下的报错：

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PS C:\Users\Username\Desktop\hithesis> xelatex.exe .\main.tex
This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex)
 restricted \write18 enabled.
entering extended mode
! Undefined control sequence.
<\*> .\main
          .tex

这是因为 tex 无法识别参数中的 .\，命令修改为 xelatex main.tex 或者 xelatex main 即可。

如何插入三线表

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\begin{table}[htbp]
    \centering
    \bicaption{}{表格标题}{Table$\!$}{English version of table title}\vspace{0.5em}\wuhao
    \begin{tabularx}{\textwidth}{lX} % 修改列数之后记得修改此处对其方式
    \toprule[1.5pt]
    姓名 & 年龄 \\
    \midrule[1pt]
    阿珍 & 21 \\
    阿强 & 23 \\
    \bottomrule[1.5pt]
    \label{table:comparsion}
    \end{tabularx}
\end{table}

表格内容如何自动换行？

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\begin{tabularx}{\textwidth}{lp{3cm}} % 第一列左对齐，第二列占据 3 cm
\begin{tabularx}{\textwidth}{lp{0.8\textwidth}} % 第一列左对齐，第二列占据文本宽度的 80%

如何在论文中插入代码块？

插入代码块一般有两个模块可以使用：lstlisting 与 minted。

  1. lstlisting
    可以直接使用，但是功能较为简陋。
  2. minted 依赖于 Python 以及 Python Pygments， 可以直接使用 pip install pygments 进行安装，并且需要将 pygmentize.exe 加入环境变量 PATH 中。 由于 minted 会直接调用外部命令 pygments ， 因此在编译的时候需要添加 -escape-shell 参数 （注意这里 -escape-shell 中只有一个 - 而不是一般常见的 --）。 另外 Minted 的功能更加全面，例如添加行号、支持过长的行自动换行、高亮制定行以及设置行号的起始值等（具体可参考文档 texdoc minted）。

使用 lstlisting 宏包

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\begin{lstlisting}
#!/usr/bin/env python

def main():
    print("Hello world!")

if __name__ == "__main__":
    main()
\end{lstlisting}

使用 minted 宏包

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\begin{minted}[breaklines,linenos,highlightlines={3-4,6-7},firstnumber=1]{python}
#!/usr/bin/env python

def main():
    print("Hello world!")

if __name__ == "__main__":
    main()
\end{minted}

如何在论文中插入算法伪代码？

笔者暂时未找到合适的伪代码宏包，可临时使用流程图代替（关于如何插入流程图请见后文）。

如何在论文中插入并排图片？

在插入并排图片的时候笔者遇到的最大的坑就是 LaTeX 中的换行机制。 在 LaTeX 中，想要另起一行有多种方式（如：在 tex 文件中增加一个空行；输入 \ 等）。因此如果需要插入 M 行 N 列的图片，只需要在第 N 个图片插入完成后，增加一个空行即可实现多行图片排列。

笔者在这里坑了好久，究其原因还是因为经常写 Python，在 Python 语言的规范中，函数与函数之间最好有空行，笔者就直接把这个规范迁移到了 tex 文件中，因此导致了结果不符合预期的情况。

下面给出两个例子

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% 插入两行两列的图片，带子标题
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \caption{第一行第一列}
        \end{minipage}
    }
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \caption{第一行第二列}
        \end{minipage}
    }

    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \caption{第二行第一列}
        \end{minipage}
    }
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \caption{第二行第二列}
        \end{minipage}
    }
    \caption{两行两列图片（带子标题）}
    \label{fig:2r2c}
\end{figure}

% 插入两行两列的图片，不带子标题
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \end{minipage}
    }
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \end{minipage}
    }

    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \end{minipage}
    }
    \subfigure{
        \begin{minipage}[t]{0.4\linewidth}
        \centering
        \includegraphics[width=\textwidth]{images/giao.png}
        \end{minipage}
    }
    \caption{两行两列图片（不带子标题）}
    \label{fig:2r2c}
\end{figure}

如何在论文中插入矢量图（如：流程图、系统架构图、UML图等）？

正牌做法应该是使用 Tikz 来进行图像的绘制。

但是笔者暂时没有充足的时间对其进行学习，因此采用了一种较为取巧的方法，下面对这种方法进行详细介绍。

使用的工具为 Processon 与 InkScape

ProcessOn 是一个在线协作绘图平台,为用户提供最强大、易用的作图工具!支持在线创作流程图、思维导图、组织结构图、网络拓扑图、BPMN、UML图、UI界面原型设计等。ProcessOn 在线画图比较舒服，也可以对节点进行批量对齐，和 draw.io 类似，创作结束之后可以导出为各种格式（如 SVG/PNG 等）。 该平台免费用户可以创建的文件数量有所限制，可以通过邀请好友、分享自己的作品等来扩充容量。

InkScape 是一款开源矢量图形编辑软件，与Illustrator、Freehand、CorelDraw、Xara X 等其他软件相似。

具体步如下：

  1. 在 ProcessOn 上绘制出所需的图（所见即所得，简单高效）
  2. 在 ProcessOn 上导出为 svg 格式
  3. 使用 InkScape 中打开导出的 svg 文件
  4. 调整 InkScape 文档属性（CTRL+SHIFT+D），选择缩放到页面内容
  5. 在 InkScape 中将该 svg 文件另存为 PDF 格式
  6. 使用 LaTeX 的 includegraphics` 命令来导入对应的图（矢量图）

如果学校没有提供校徽/Logo的矢量图应该怎么办？

由于笔者所在的学校官方并没有提供 LaTeX 模版，笔者经过一番搜索也没有找到学校 Logo 的矢量图，再加之实在是没有时间重新绘制，因此只好出此下策，具体方法如下：

  • 首先在学校的官方网站中找到 Logo 的图片资源（一般是 PNG 文件），尽可能找清晰度较高的。
  • 下载之后使用 Photoshop 把不需要的背景删掉，得到一个透明底纯黑色 Logo 的 PNG 图像。
  • 使用 TeXLive 自带的工具 bitmap2eps.exe 对处理后的图片进行转换。
  • 在图像文件上点击右键，打开方式，选择 bitmap2eps.exe，运行结束后会在被转换的 PNG 文件的同一目录中生成 eps 文件。
  • 然后就可以在 tex 文件中使用 \includegraphics[]{} 命令来引入该 eps 文件了。

eps 是用 PostScript 语言描述的一种 ASCII 图形文件格式，在 PostScript 图形打印机上能打印出高品质的图形图像，最高能表示32位图形图像。

在一些教程中提到：不要再使用 eps 文件（笔者暂时还没有弄清楚为什么，因为教程里也没有说明原因，猜测可能是 eps 技术已经过时了的缘故？），而推荐使用 PDF 来插入矢量图。 但由于 hithesis 中本身学校的 Logo 与毕业设计（论文）的标题都使用了 eps 文件，这里也继承这种做法。

报错 ! Missing $ inserted.

检查是否输入了下划线。

变量名中有下划线，LaTeX 不能正确显示怎么办？

默认情况下，LaTeX 会将下划线解释为数学模式，笔者提供两种解决方案。

方案一（推荐）

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get\_all\_token

方案二（慎用）

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\usepackage{underscore}

方案二请慎用，笔者因为使用了方案二导致 hithesis 编译不通过，卡了好久。不得不吐槽 LaTeX 的错误报告机制简直就是一坨屎，报错乱七八糟完全找不到问题出在什么文件的哪个地方。（恶心得我想吐，呕！）

遇到了奇怪的问题，应该遵循什么样的流程来解决？

  1. 查看终端错误日志查看编译器的输出日志，由于 LaTeX workshop 的默认配置中添加了 `` 参数，导致编译器在第一次出错之后不会立即停止，这样得到的报错信息会非常混乱（不得不吐槽 TeX 的报错信息，非常难看（不容易定位关键信息））。因此尽可能在外部终端中手动编译。
  2. 阅读文档（Read the Fucking Manual）texdoc [package name]大部分的情况下，遇到报错可能是你没有仔细阅读对应的文档，导致对某些包的使用方式错误。
  3. 求助身边的师兄/姐
  4. LaTeX 工作室 - 问答社区
  5. Stack Exchange

如何加快编译速度？

笔者暂时的做法是在逐章节编译，即在编写某一个具体章节的时候在 main.tex 中将对其他章节的引用全部注释掉。

LaTeX 与 Word 以及 LaTeX (Beamer) 与 PPT 以及 LaTeX 与 Markdown 有些哪些区别呢？

用一句话来概括大概就是：

所见即所得与所见即所想这两种思想的区别

  • Word 与 PPT 的缺点
    • Word 与 PPT 对数学公式的支持并不好（不容易编辑与修改）
    • PPT 在制作的时候没有良好的交叉引用与设置目录的功能（说白了就是对结构化的支持非常差）
  • Markdown 的优点
    • 简易（同时也是缺点）
    • 支持一定程度的结构化（同时也是缺点）
    • 插入图片非常方便
    • 插入代码非常方便
    • 某些编辑器的功能可以扩展（例如添加绘制流程图的功能）

LaTeX 有那些缺点呢？

  1. LaTeX 的语法有点啰嗦（功能强大和语法简洁的互斥性），语法不如 Markdown 简洁（例如：插入代码，在 Markdown 中只需要使用三个反引号标记代码段的边界即可；LaTeX 中通常需要比较复杂的设置（如果你使用的是 Minted 并且想要高亮具体范围的行的话）
  2. 插入图片比较麻烦，相比于成熟的 Markdown 编辑器可以直接从剪切板自动插入图片，LaTeX 需要将图片首先保存到硬盘，接着使用特殊的语法（\includegraphics）引用该图片，并且通常情况下需要手动调整图片尺寸。
  3. 不支持动图（主要在 Beamer 中，对标 PPT）
  4. 想自定义模版的显示效果比较麻烦（不像 PPT 那样可以直接修改，并且所见即所得）
  5. 编译慢
  6. 报错非常用户不友好（看得人眼瞎）
  7. 不同的宏包有兼容性问题

如何判断当前场景是否适合使用 LaTeX？

  • 适合使用 LaTeX 的场景
    1. 涉及大量数学公式（公式和）
    2. 大量参考文献需要进行引用
    3. 对排版的格式有严格要求（如：期刊、会议等论文投稿，毕业设计论文等）
    4. 涉及大量交叉引用
  • 适合使用 Beamer 的场景
    • 教学（尤其是理论教学，如数学课）
      • Slides 中有大量数学公式（击中 PPT 对数学公式支持差的软肋）
      • Slides 中图片较少
      • 在教学结束后希望可以根据 Slides 生成讲义分发给听众
  • 适合使用 PPT 的场景
    1. 为客户做汇报（如：科技公司发布会）
    2. PPT 中需要展示动图/视频等
    3. 没有特别需要页面间交叉引用的场景
  • 适合使用 Word 的场景
    • 学校/公司明确要求使用 Word
  • 适合使用 Markdown 的场景
    • 整理思路（草稿）
    • 技术文档

总之，要在不同的场景选择最合适的工具。

笔者遇到了哪些还未解决的问题？

  1. Beamer 包与 hyperref 包的冲突在 Beamer 中，如果想要引用的 URL 中存在 Hashtag 部分，那么在编译的时候会报错。 如果手动将 URL 中用于标记 hashtag 的井号（#）进行 URL 编码，则可以通过编译，但是 % 会被二次编码成为 %2523，导致原本想要引用的 URL 不能正确打开。（场景：引用 GitHub 仓库中某段指定行号的代码块）如：https://github.com/WangYihang/hithesis/blob/master/main.tex#L11-L13
  2. minted 自动换行

当使用 Beamer （不确定其他文档类是否存在相同的问题）的时候并且某一行代码过于长（大约超过两倍 \textwidth）以至于需要进行两次以上换行才可以正常显示的时候，minted 会错误地只进行一次换行。

LaTeX 有哪些高质量的学习资料？

  • 视频教程

视频教程

推荐 LaTeX 工作室 的教程。

https://www.bilibili.com/video/BV1s7411U7Pr

https://www.bilibili.com/video/BV1r4411o7KJ

书籍/文字资料

LaTeX 学习资料（分享密码：9mn2）

  • 复旦大学 - 现代 LaTeX 入门讲座 - 曾祥东.pdf
  • 漫谈 LaTeX 排版常见概念误区.pdf
  • 清华大学未来通信兴趣团队 - 如何使用 LaTeX 排版论文.pdf
  • 上海交通大学致远学院 LaTeX 资料.zip
  • 武汉大学 - LaTeX 入门教程.zip
  • 西北农林科技大学 - LaTeX 科技排版 - 耿楠.zip
  • 一份不太简短的 LaTeX2e 介绍 - Tobias Oetiker.pdf
  • Beamer Appearance Cheat Sheet.pdf
  • Combining LaTeX with Python.pdf
  • FontAwesome5 Icons.pdf
  • Fun with Beamer.pdf
  • India Tex users Group - LaTeX Tutorials.pdf
  • LaTeX 流程图.zip
  • LaTeX 入门 - 简版 - 刘海洋 - 只有一章多一点.pdf
  • LaTeX 入门 - 刘海洋.pdf
  • LaTeX Notes 雷太赫排版系统简介 - 包太雷.pdf
  • Tips and Tricks with Beamer for Economists.pdf
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